Керування трифазним автономним інвертором напруги за допомогою геометричного підходу
DOI:
https://doi.org/10.18372/1990-5548.65.14990Ключові слова:
Геометричний підхід, трифазний інвертор, система ортогональних векторів.Анотація
Для побудови різних систем електроживлення необхідно конструювання системи управління, яка забезпечувала б електромагнітну сумісність і з навантаженням, і з джерелом. Запропоновано застосовування геометричного підходу для опису напівпровідникових силових перетворювачів, який дозволяє з використанням незалежних вхідних змінних керувати вихідними параметрами. Проведено аналіз трифазного автономного інвертора з симетричним активним навантаженням за допомогою геометричного підходу. Побудовано систему векторів, на якій показані вектори вхідних величин в тривимірному просторі та їх проекції, що формують вихідні величини в двовимірному і одновимірному просторі. Створено таблицю, яка описує величини струмів та напруг в перетворювачі при відповідних станах вентилів. Вибрано три базові вектори, з використанням яких можливо отримати всі інші вектори вхідних величин. Отримано матриці переходу для вхідного струму та вихідних напруг. Побудована система керування автономним інвертором з використанням геометричного підходу. Основою є просторово-векторна ШІМ, з деякими змінами. В результаті була вирішена проблема втрати одного ступеня свободи шляхом відмови від полярної системи координат при переході на іншу систему координат. Рішенням стало введення сферичної системи координат, яка дозволяє обертати керуючий вектор в тривимірному просторі. В результаті отримані часові діаграми вихідних напруг і струмів, що відповідають теоретичним. Більшість блоків в системі керування під маскою реалізують програмний код Matlab: перехід від тривимірної декартової системи координат до обертової сферичної, вибір сектору, довжина опорного вектора та величина кута, тривалість ШІМ для кожного сектора. Форма вихідних напруг має ступінчасту форму. Форма згенерованих струмів повторює форму вихідних напруг.
Посилання
V. Zhuikov and K. Osypenko, "The stability of solar panel-diesel generator system," 2016 2nd International Conference on Intelligent Energy and Power Systems (IEPS), Kyiv, 2016, pp. 1–4. DOI:10.1109/IEPS.2016.7521844.
D. A. Mykolaiets, "The use of a geometric approach for the analysis of a single-phase inverter," Microsystems, Electronics and Acoustics, vol. 24, no. 2, pp. 47–50. 2019. DOI:10.20535/2523-4455.2019.24.2.169796.
M. J. Ryan, R. D. Lorenz, and R. De Doncker, “Modeling of multileg sine-wave inverters: a geometric approach,” IEEE Trans. Ind. Electron., vol. 46, no. 6, pp. 1183–1191, 1999, DOI: 10.1109/41.808008.
A. V. Soich and D. A. Mykolaiets, "The control of the frequency converter using a geometric approach," Microsystems, Electronics and Acoustics, vol. 24, no. 3, pp. 39–44, 2019. DOI:10.20535/2523-4455.2019.24.3.172227.
Y. S. Peterherya and О. V. Sobolev, "Construction of invariant control of the system by a matrix converter – an asynchronous motor based on a geometric approach," Electron. Commun., no. 10, pp. 140–143, 2001.
Ievgen Verbytskyi, Anna Kyselova, and Gennadiy Kyselov, "Power grid converter control improvement based on contextual data," 2017 IEEE First Ukraine Conference on Electrical and Computer Engineering (UKRCON), 2017, pp. 599–604. DOI:10.1109/UKRCON.2017.8100311.
V. M. Mikhalsky, V. M. Soboliev, V. V. Chopik, and I. A. Shapoval, "Keruvannia Avtonomnymy Invertoramy Napruhy iz Zabezpechenniam Maksymalnoho Koefitsiienta Moduliatsii Pry Nespotvoriuiuchomu Formuvanni Vykhidnoi Napruhy Zasobamy Modyfikovanoi ShIM," Tekhnichna Elektrodynamika, no.1, pp. 49–59, 2010. URL:http://www.techned.org.ua/article/10-1/st7.pdf
V. Y. Zhuikov and D. A. Mikolaiets, “The Use of a Geometric Approach for Three-phase Active Power Line Conditioner,” Tekhnichna Elektrodynamika, vol. 5, no. 5, pp. 35–38 2018, DOI: https://doi.org/10.15407/techned2018.05.035
Y. S. Peterheria and O. V. Sobolev, “Primeneniye geometricheskogo podkhoda k analizu protsessov v matrichnykh preobrazovatelyakh [Application of a geometric approach to the analysis of processes in matrix converters],” Tekhnichna Elektrodynamika, no. 5, pp. 33–36, 2001. URL: http://www.techned.org.ua/index.php?option=com_content&view=article&id=977&Itemid=77.
V. Oleshchuk and V. Ermuratskyi, "Synkhronnoe Sbalansyrovannoe Rehulyrovanye Mnohofaznoi Systemy na Baze Shym-Ynvertorov s Fyksyrovannoi Neitralnoi Tochkoi," Tekhnichna Elektrodynamika, no. 5, pp. 27–35, 2019. DOI: https://doi.org/10.15407/techned2019.05.027.
##submission.downloads##
Номер
Розділ
Ліцензія
Authors who publish with this journal agree to the following terms:
Authors retain copyright and grant the journal right of first publication with the work simultaneously licensed under a Creative Commons Attribution License that allows others to share the work with an acknowledgement of the work's authorship and initial publication in this journal.
Authors are able to enter into separate, additional contractual arrangements for the non-exclusive distribution of the journal's published version of the work (e.g., post it to an institutional repository or publish it in a book), with an acknowledgement of its initial publication in this journal.
Authors are permitted and encouraged to post their work online (e.g., in institutional repositories or on their website) prior to and during the submission process, as it can lead to productive exchanges, as well as earlier and greater citation of published work (See The Effect of Open Access).
