DOI: https://doi.org/10.20998/2413-4295.2018.26.14

Підвищення якості вихідної квазісинусоїдальної напруги в мостовому інверторі

Valery Kolosov, Evgen Vasechko

Анотація


Досліджено можливість зниження рівня вищіх гармонік в спектрі і поліпшення форми вихідної квазісинусоїдальної напруги в мостовому інверторі шляхом деформації кривої форми фронтів трапецеїдальної напруги полумостових перетворювачів. Запропоновано узагальнений аналітичний вираз функції форми фронтів трапецеїдальної напруги, що володіє здатністю видозміни функції параметром деформації. Проведено аналіз впливу параметра деформації і тривалості фронтів на умови селективного придушення гармонік, найближчих до основної. Визначено оптимальне поєднання значень цих параметрів, що дозволяє досягти повного придушення вищіх гармонік і формування теоретично ідеальної синусоїдальної форми в вихідній напрузі інвертора. Наведено графічні залежності, що дозволяють знайти компроміс між спектральним складом вихідної напруги інвертора і динамічними втратами в елементах комутації. Теоретичний аналіз підтверджений результатами експериментальної перевірки.


Ключові слова


якість електроживлення; мостовий інвертор; квазісинусоїдальна напруга; широтно-імпульсна модуляція; півмостовий перетворювач

Повний текст:

PDF (Русский)

Посилання


Chubukov, K.A., Issledovanie i razrabotka variantov ShIM v trehfaznyih avtonomnyih invertorah napryazheniya s dvigatelnoy nagruzkoy [Research and development of PWM variants in three-phase autonomous voltage inverters with motor load]. Avtoref. diss., kand. tehn. Nauk, Cheboksaryi, 2010, 23.

Huhtikov, S. V. Issledovanie i razrabotka invertorov s ShIM s passivnoy fazoy [Research and development of inverters with passive phase PWM]. Avtoref. diss., kand. tehn. nauk., M, 2013, 20.

GOST 13109-97. Elektricheskaya energiya. Sovmestimost tehnicheskih sredstv. Normyi kachestva elektricheskoy energii v sistemah elektrosnabzheniya obschego naznacheniya [Electric Energy. Compatibility of technical means. Norms of quality of electric energy in general-purpose power supply systems].

Pat. 67170 Ukraina MPK (2012.01) H02M7/00 Sposib formuvannia trapetseidalnoi shyrotno-impulsnoi na-pruhy invertora [Method of forming trapezoidal pulse width voltage inverter]. E. I.Skala, D. A. Shokarov, Biul. 3, 2012.

Sinchuk, O. N., Boyko, S. N., Omelchenko, A. V. K voprosu ob analize form krivyih toka i napryazheniya odnofaznogo invertora v funktsii sposobov modulyatsii [To the question of analyzing the waveforms of current and single-phase inverter voltage modulation techniques function]. Elektro-tehnIka i elektromehanIka. Spets. vip. do HHII MNTK SEE-2016, 2016, 4(1), 1, 107-113.

Hren, A, Mihalič, F. An Improved SPWM-Based Control with Over-Modulation Strategy of the Third Harmonic Elimination for a Single-Phase Inverter. Energies, 2018, 11, 881, doi:10.3390/en11040881

Mihalič, F., Milanovič, M., Hren, A. Third harmonic elimination by SPWM for filter reduction in a over-modulated single-phase inverter // Electrical Drives and Power Electronics (EDPE), 2017, 37-45, doi: 10.1109/EDPE.2017.8123253.

Vargas, F., Meco, M. J., Heredia, J. R., Ruiz, A. Highly efficient PWM strategy over FPGA. Electronics Letters, 2008, 44, 24, 1396-1398, doi: 10.1049/el:20081697.

Mahesh, A. Patel, Ankit, R. Patel, Dhaval, R. Vyas, Ketul M. Patel. Use of PWM Techniques for Power Quality Improvement. International Journal of Recent Trends in Engineering, 2009, 1, 4, 99-102.

Pat. 120400 Ukraina, MPK H02M 7/53 (2006.01). Sposib formuvannia kvazisynusoidalnoi vykhidnoi napruhy u mo-stovomu invertori [Method of forming quasi-sinusoidal output voltage in the bridge inverter]. V. I. Kolosov, Biul. 20, 2017.

Kolosov, V. I., Vasechko, E. V. Formirovanie kvazisinu-soidalnogo napryazheniya v mostovyih invertorah [Formation of quasi-sinusoidal voltage in bridge inverters]. Pro-blemyi avtomatizirovannogo elektroprivoda. Silovaya elektronika i energoeffektivnost. Tematicheskiy vyipusk. – Vestnik NTU «HPI». Harkov, 2017, 27(1249), 318-323.


Пристатейна бібліографія ГОСТ


  1. Чубуков,  К.  А.  Исследование  и  разработка  вариантов  ШИМ  в  трехфазных  автономных  инверторах  напряжения  с  двигательной  нагрузкой  //  Автореф.  дисс.,  канд.  техн.  наук.    Чебоксары,  2010.  –  23с.
  2. 2.     Хухтиков,  С.  В.  Исследование  и  разработка  инверторов  с  ШИМ  с  пассивной  фазой  //  Автореф.  дисс.,  канд.  техн.  наук.  –  Москва,  2013.  –  20  с.
  3. ГОСТ  13109-97.  Электрическая  энергия.  Совместимость  технических  средств.  Нормы  качества  электрической  энергии  в  системах  электроснабжения  общего  назначения.
  4. Пат.  67170  Україна  МПК  (2012.01)  H02M7/00  Спосіб  формування  трапецеїдальної  широтно-імпульсної  напруги  інвертора  /  Е.  І.  Скала,  Д.  А.  Шокарьов.  –  Бюл.  №  3.  –  2012.
  5. Синчук,  О.  Н.  К  вопросу  об  анализе  форм  кривых  тока  и  напряжения  однофазного  инвертора  в  функции  способов  модуляции  /  О.  Н.  Синчук,  С.  Н.  Бойко,  А.  В.  Омельченко  //  Еектротехніка  і  електромеханіка.  Спец.  вип.  до  ХХІІ  МНТК  СЕЕ-2016.  –  2016.  –  №4(1).  –  Т.  1.  –  С.  107-113.
  6. Hren,  А.  An  Improved  SPWM-Based  Control  with  Over-Modulation  Strategy  of  the  Third  Harmonic  Elimination  for  a  Single-Phase  Inverter  /  A.  Hren,  F.  Mihalič  //  Energies.  –2018.  –  Vol.11.  –  p.  881.  –  doi:10.3390/en11040881.
  7. Mihalič,  F.  Third  harmonic  elimination  by  SPWM  for  filter  reduction  in  a  over-modulated  single-phase  inverter  /  F.  Mihalič,  M.  Milanovič,  A.  Hren  //  Electrical  Drives  and  Power  Electronics  (EDPE).  –  2017.  –  pp.  37-45.  –  doi:  10.1109/EDPE.2017.8123253.
  8. Vargas,  F.  Highly  efficient  PWM  strategy  over  FPGA  /  F.  Vargas,  M.  J.  Meco,  J.  R.  Heredia,  A.  Ruiz  //  Electronics  Letters.  –  2008.  –  Vol.  44.  –  24.  –  p.  1396-1398.  –  doi:  10.1049/el:20081697.
  9. Patel,  Mahesh  AUse  of  PWM  Techniques  for  Power  Quality  Improvement  /  Mahesh  APatelAnkit  RPatelDhaval  RVyasKetul  MPatel  //  International  Journal  of  Recent  Trends  in  Engineering.  –  Vol.  1.  –  4.  –  2009.  –  pp.  99-102.
  10. Пат.  120400  Україна,  МПК  H02M  7/53  (2006.01).  Спосіб  формування  квазісинусоїдальної  вихідної  напруги  у  мостовому  інверторі  /  В.  І.  Колосов.  –  Бюл.  №.  20.  –  2017.
  11. Колосов,  В.И.  Формирование  квазисинусоидального  напряжения  в  мостовых  инверторах  /  В.  И.  Колосов,  Е.В.  Васечко  //  Проблемы  автоматизированного  электропривода.  Силовая  электроника  и  энергоэффективностьВестник  НТУ  «ХПИ».  –  Харьков,  2017.  –  Вып.  27(1249).  –  С.318-323.