Аннотации:
Статья посвящена вопросам анализа режимов работы двухсекционного преобразователя частоты (ДСПЧ) на основе двух последовательно включенных инверторов напряжения. Рассматривается вопрос реализации векторной широтно-импульсной модуляции (ШИМ) для исследуемого преобразователя. Представлены схемы включения преобразователя и векторная диаграмма состояний выходного напряжения. Показано, что диаграмма состояний соответствует традиционному трехуровневому преобразователю. Предложен алгоритм векторной ШИМ, обеспечивающий удвоение частоты переключений фазного напряжения по отношению к частоте коммутации силовых ключей инверторов. Представленный в статье алгоритм векторной ШИМ позволяет исключить необходимость компенсации 2-й и 4-й гармоник, возникающих в предложенном ранее подходе к синтезу системы управления двухсекционным преобразователем с использованием односторонних опорных сигналов в узле ШИМ. Также данный прием несколько улучшает гармонический состав выходного напряжения ДСПЧ в высокочастотной области. Однако несколько увеличивается нагрузка на ключи одного из инверторов за счет дополнительных переключений нулевых векторов. Для реализации представленного алгоритма удобно использовать модуль ПЛИС. В статье приводятся временные диаграммы фазного напряжения на выходе преобразователя и его спектральный состав.The paper deals with analysis of operating modes of two-section frequency converter (TSFC) based on two
series-connected voltage inverters. The author considers implementation of the vector pulse-width modulation for analyzed converter. The schemes of converter powering and the vector diagram of the output voltage states are presented. It is shown that the vector state diagram corresponds to the diagram of the traditional three-level converter. The proposed algorithm of vector PWM provides a doubled frequency of phase voltage switching with respect to the switching frequency of the power switches. The presented algorithm of the vector PWM eliminates the necessity to compensate the 2nd and 4th harmonics that occur when using a traditional sinusoidal PWM with asymmetric reference signal. Also this technique slightly improves harmonic composition of the output voltage of the convertor. However additional switching of the zero vector increases the load on the power switches. To implement the presented algorithm it is useful to apply FPGA module.
Описание:
Костылев Алексей Васильевич, канд. техн. наук, доцент кафедры «Электропривод и автоматизация промышленных установок», Уральский федеральный университет им. первого Президента России Б.Н. Ельцина, г. Екатеринбург; a.v.kostylev@urfu.ru. A.V. Kostylev, Ural Federal University named after the first President of Russia B.N. Yeltsin,
Yekaterinburg, Russian Federation, a.v.kostylev@urfu.ru