Анализ потерь в автономном инверторе напряжения с LC-фильтром и синусоидальной ШИМ при работе на нелинейную нагрузку

Abstract

Сейчас значительное внимание уделяется повышению качества электрической энергии. Проблема влияния высших гармоник одна из важных частей проблемы электромагнитной совместимости потребителей электроэнергии с питающей электрической сетью. Актуальными остаются вопросы анализа потерь в автономных инверторах напряжения при работе их на нелинейную нагрузку. Целью статьи является определение потерь в ключах инвертора напряжения с синусоидальной ШИМ при работе на нелинейную нагрузку. Ток коммутируемый ключами инвертора отличается от синусоидального. Определено составляющие этого тока, который состоит из тока нагрузки и тока протекающего в конденсатор, который раскладывается на ток первой гармоники и ток высших гармоник. Найдено действующее значение тока через ключ инвертора. Произведен расчет потерь в силовых ключах автономного инвертора напряжения, определен действующий ток, протекающий в ключе, получено выражение для определения мощности потерь на включение и статических потерь в ключах автономного инвертора напряжения с LC-фильтром и синусоидальной ШИМ. В результате анализа определен диапазон частот ШИМ при котором достигается минимум потерь. Даны рекомендации по выбору частоты синусоидальной ШИМ автономного инвертора напряжения при работе на нелинейную нагрузку.

Now considerable attention is paid to improving the quality of electrical energy. The problem of the influence of higher harmonics is one of the important parts of the problem of electromagnetic compatibility of electricity consumers with the power supply network. The problems of analyzing losses in self-commutated inverter when they are operated for non-linear loads remain topical. The purpose of the article is to determine the losses in the voltage inverter keys with sinusoidal PWM when operating on a nonlinear load. Current switched by inverter keys is different from sinusoidal. The components of this current, which consists of the load current and the current flowing into the capacitor, which is decomposed into the first harmonic current and the current of higher harmonics, are determined. Found the effective value of the current through the inverter key. The losses in the power switches of the self-commutated inverter are calculated, the effective current flowing in the key is determined, an expression is obtained to determine the power losses for switching on and static losses in the keys ofthe self-commutated inverter with LC filter and sinusoidal PWM. As a result of the analysis, the PWM frequency range was determined at which the minimum loss isachieved. Recommendations are given on the choice of the frequency of a sinusoidal PWM self-commutated inverter when operating on a nonlinear load.