Открытый доступ Открытый доступ  Ограниченный доступ Доступ для подписчиков

Влияние частоты переключения транзисторов на несинусоидальность напряжения в сетях с трёхфазными IGBT-инверторами

В. А. МЕНЬШОВ, А. В. ВАЛЯНСКИЙ, Ю. В. МОНАКОВ, М. В. БУРМЕЙСТЕР

Аннотация


Исследована зависимость несинусоидальности напряжения от частоты коммутации транзисторов. Показано, что при ограничении спектра выходного напряжения в соответствии с ГОСТ 32144-2013 верхней границей в 2000 Гц стратегия наращивания частоты переключения IGBT1 с целью уменьшения несинусоидальности напряжения демонстрирует свою высокую эффективность, особенно в диапазоне до 2250 Гц, в то время как при расширении спектра частот увеличение частоты коммутации полупроводников не оправдывает себя ввиду резкого роста динамических потерь.

Ключевые слова


инверторы; широтно-импульсная модуляция; трёхуровневые схемы инверторов; частота переключений транзисторов; индекс частотной модуляции; IGBT; возобновляемые источники электроэнергии; виртуальная синхронная машина; гармоники

Полный текст:

PDF

Литература


Розанов Ю. К. Силовая электроника: учеб. для вузов / Ю. К. Розанов, М. В. Рябчицкий, А. А. Кваснюк. 2-е изд., стереотипное. — М.: Издательский дом МЭИ, 2009. — 632 с.: ил.

Воробьёв С. Приведение системы электропитания к устойчивому состоянию // Силовая электроника. 2016. № 2. С. 41 – 44.

Барегамян Г., Маргарян В. Выбор параметров LC-фильтра инвертора с широтно-импульсной модуляцией и синусоидальным выходным напряжением // Силовая электроника. 2011. № 1. С. 50 – 56.

Кирюхин А. Ю., Буре И. Г. Гибридный фильтр высших гармоник для трёхфазных сетей переменного тока 0,4 кВ // Электротехника. 2008. № 8. С. 37 – 41.

Сафонов В. И. Выбор параметров LC-фильтра для ШИМ-сигнала // Вестник ЮУрГУ. Сер. «Энергетика». 2012. Вып. 18. № 37. С. 107 – 110.

Климов В. Частотно-энергетические параметры ШИМ-инверторов систем бесперебойного питания // Силовая электроника. 2009.№ 4. С. 66 – 71.

Турпак А. М., Ключников А. Т. Расчёт параметров LC-фильтра с учётом параметров нагрузки и длинного кабеля // Фундаментальные исследования. 2016. № 8. С. 272 – 276.

ГОСТ 32144–2013. Электрическая энергия. Совместимость технических средств электромагнитная. Нормы качества электрической энергии в системах электроснабжения общего назначения. — Введ. 01.07.2014. — М.: Стандартинформ, 2014. — 16 с.

Patin N. Study of interleaved PWM strategies applied to two back-to-back three-phase full bridges / N. Patin, Z. Chmeit, G. Salloum, R. Mbayed // Mathematics and Computers in Simulation. 2021. Vol. 184. P. 55 – 68.

Dahidah M. S. A., Agelidis V. G. Single-carrier sinusoidal PWM-equivalent selective harmonic elimination for a five-level voltage source converter // Electric Power Systems Research. 2008. Vol. 78. P. 1826 – 1836.

Ibrahim A., Sujod M. Z. Variable switching frequency hybrid PWM technique for switching loss reduction in a three-phase two-level voltage source inverter // Measurement. 2020. Vol. 151. P. 1 – 8.

Mohan N. Power electronics. Converters, Applications and Design / N. Mohan, T. M. Undeland, W. P. Robbins // John Wiley & Sons, 2003. — 811 p.

Nandankar P. V., Bedekar P. P., Dhawas P. K. V. Variable switching frequency control for efficient DC-DC converter // Materials Today: Proceedings. 2022. Vol. 51. P. 515 – 521.

Chou W. Choose Your IGBTs Correctly for Solar Inverter Applications // Power Electronics Technology. 2008. August. P. 20 – 23.

High switching frequency CCM PFC operation with TRENCHSTOPTM 5 WR5 IGBT discrete. — Munich: Infineon Technologies AG, 2020. — 23 p.

Liu P., Xu J., Tu C. Thermal optimized discontinuous modulation strategy for three phase impedance source inverter // Microelectronics Reliability. 2020. Vol. 112. P. 1 – 6.

Гавриков В., Автушенко К. Влияние КЗ на работу IGBT в системе электропривода // Силовая электроника. 2014. № 5. С. 68 – 72.

Chellammal N. Switching frequency optimal PWM based three phase hybrid multilevel inverter / N. Chellammal, R. Abirami, T. Mohana, S. S. Dash // Procedia Engineering. 2013. Vol. 64. P. 302 – 311.

Стариков А. В., Лисин С. Л., Рокало Д. Ю. Влияние широтно-импульсной модуляции на гармонический состав выходного напряжения частотного преобразователя // Вестник Самарского гос. техн. ун-та. Сер. «Техн. науки». 2019. № 1 (61). С. 153 – 167.

Кучумов Л., Кузнецов А., Сапунов М. Доказано: в электросетях существуют высшие гармоники с частотой выше 2 кГц // Новости электротехники. 2005. № 2 (32).

Дрей Н. М. Компенсация реактивной мощности в системах электроснабжения с малой установленной мощностью: дис. ... канд. техн. наук: 05.09.03 / Надежда Михайловна Дрей; ФГБОУ ВО «ЧГУ им. И. Н. Ульянова». Чебоксары, 2021. — 133 с.




DOI: http://dx.doi.org/10.34831/EP.2023.50.76.004

Ссылки

  • На текущий момент ссылки отсутствуют.


© 1998 – 2023 НТФ «Энергопрогресс»

Адрес редакции:
129090, г. Москва, ул. Щепкина, д. 8
Телефон: +7 495 234-74-21
E-mail: energetick@mail.ru, energetik@energy-journals.ru

 

Наши партнеры

                

Выставки: