Регулятор вихідної напруги активного випрямляча на основі ковзного режиму

Abstract

UA: У статті наведено дослідження методів керування трифазних випрямлячів з широтно-імпульсною модуляцією, що дають змогу покращити якість електричної енергії. Розглянуто схему активного випрямляча напруги з описом електромагнітних процесів у вхідній електричній мережі. Подано систему прямого керування потужністю активного випрямляча з ковзним регулятором і спостерігачем величини вихідної напруги. Визнaчeно параметри ковзного регулятора, що виконує функції регулювання вихідної напруги, а також регулювання величини активної та реактивної потужності, що споживається з електричної мережі. Визнaчeно параметри спостерігача напруги мережі з алгоритмом компенсації, що забезпечує точні результати з мінімальним коливанням. Проведено імітаційне моделювання системи керування регулятора активного випрямляча, заснованого на реалізації ковзного режиму при зміні опору навантаження та зі спостерігачем навантаження за допомогою програмного середовища Matlab / Simulink. Відповідно до отриманих характеристик активний випрямляч забезпечує кращі показники якості електричної енергії з малим значенням коефіцієнта гармонічних спотворень і коефіцієнтом потужності, близьким до одиниці.

EN: Active voltage rectifiers are used in such areas of industry as converters of electric car charging stations, converters of traction substations of railways and subways, frequency converters, power sources for microelectronics, wind energy, telecommunications equipment. The article provides a study of control methods of three-phase rectifiers with pulse-width modulation, which allow improving the quality of electricity. The classical scheme of an active voltage rectifier with a description of electromagnetic processes in the input electrical network is considered. According to the substitution scheme, a system of differential equations describing electromagnetic processes in the input electrical network is given. The parameters of the system of direct power control of the active voltage rectifier based on the sliding mode are determined. For the given block diagram of a three-phase active rectifier with a sliding regulator and an observer of the output voltage value, the power control eliminates the need for a switch table, thereby reducing the complexity of such control. The sliding regulatorperforms the functions of regulating the output voltage, as well as regulating the amount of active and reactive power consumed from the electrical network. A sliding mode mains voltage monitor along with a compensation algorithm provides accurate results with minimal fluctuation. Simulation of the control system of the active rectifier regulator, based on the implementation of the sliding mode when the load resistance changes and with the load observer using the Matlab / Simulink software, was carried out. According to the obtained characteristics, the active rectifier provides better indicators of the quality of electrical energy with a small value of the total harmonic distortion and a power factor close to unity.