Modulacja wektorowa w przekształtnikach AC/DC zasilanych z sieci prądu przemiennego (Voltage space vector pulse width modulation of voltage source AC/DC converters supplied from AC power grid)

Radomski, Grzegorz (2013) Modulacja wektorowa w przekształtnikach AC/DC zasilanych z sieci prądu przemiennego (Voltage space vector pulse width modulation of voltage source AC/DC converters supplied from AC power grid). Monografie, Studia, Rozprawy (M54). Wydawnictwo Politechniki Świętokrzyskiej, Kielce.

Preview

Tekst M54.pdf Download (18MB) | Preview

Streszczenie

Rozprawa stawia sobie za cel opracowanie i uogólnienie metod modulacji wektorowej dla napięciowych, impulsowych przekształtników energii elektrycznej typu AC/DC zasilanych z trójfazowej sieci prądu przemiennego. W pracy przedstawiono zmodyfikowane metody sterowania i modulacji wektorowej przekształtników napięciowych. W opracowanych metodach sterowania i modulacji podjęto próbę kompensacji wpływu czynników deformujących wektor przestrzenny napięć jak czasy martwe i tym samym obniżających parametry jakości konwersji energii elektrycznej przez przekształtnik. Przedstawiono metodę sterowania aktywnych przekształtników napięciowych zasilanych z sieci prądu przemiennego z predykcją prądu pobieranego przez przekształtnik z sieci zasilającej. Analizie poddano metody sterowania i modulacji trzech układów przekształtników energii prądu przemiennego na prąd stały: dwupoziomowy przekształtnik napięciowy, trójpoziomowy prostownik (tak zwany prostownik Vienna), wielopoziomowy przekształtnik napięciowy z diodami poziomującymi o arbitralnie przyjętej liczbie poziomów napięcia. Analizę każdego z układów przekształtnikowych rozpoczęto od opracowania jego modelu matematycznego. W opracowanych modelach starano się uwzględnić wpływ prądów fazowych na zdolność przekształtnika do wytwarzania odpowiednich poziomów napięć, przy danych stanach łączników energoelektronicznych. Dlatego opracowane modele dobrze opisują działanie przekształtników w stanach tak zwanych czasów martwych, nadają się również do symulacji działania przekształtników w stanach awaryjnych oraz mogą dosyć wiernie odtwarzać napięcia wejściowe przekształtnika w przypadku zastosowania ich w układach sterowania z estymacją napięć wejściowych. Opracowane modele matematyczne posłużyły do ustalenia zbiorów bazowych wektorów przestrzennych napięć - zarówno realizacji stabilnych, jak i chwilowych, dostępnych jedynie przy przejściu któregoś z prądów fazowych przekształtnika przez zero. Wyznaczono także aktywne obszary modulacji wektora przestrzennego napięć w zależności od przyjętego podzbioru bazowych wektorów przestrzennych napięć wykorzystywanych w danym okresie modulacji, wartości aktualnego sektora prądów i sektora napięć oraz wartości czasu martwego. Poddano analizie warunki równoważenia napięć pojemnościowego dzielnika napięcia występującego w układach prostownika Vienna i przekształtników wielopoziomowych z diodami poziomującymi. Opracowano metodykę wyboru sposobu realizacji bazowych wektorów przestrzennych, spośród ich realizacji nadmiarowych, powodujących zmniejszenie stanu niezrównoważenia dzielnika pojemnościowego. Zaproponowano ulepszenia algorytmu modulacji mające na celu zmniejszenie odkształcenia napięcia wytwarzanego przez przekształtnik, a wynikającego z wprowadzenia czasu martwego do sekwencji modulacyjnej. Poprawność rozwiązań wynikających z analizy teoretycznej sprawdzono metodą symulacji oraz eksperymentalnie.

Biblioteka Cyfrowa

Podgląd