Аналіз енергоефективності трирівневих автономних інверторів напруги в режимі перемодуляції

Abstract

UA: У статті запропоновано використання алгоритму перемодуляції в режимі широтно-імпульсної модуляції (ШІМ) для трирівневого автономного інвертора напруги (АІН), який відносно класичної ШІМ з коефіцієнтом модуляції, рівним одиниці, є виправданим і дозволяє збільшити діапазон регулювання вихідної потужності АІН, знизити динамічні втрати в силових ключах, покращити синусоїдальність вихідного струму, а також знизити коефіцієнт пульсації вхідного струму. Наведено залежності енергетичних показників АІН від коефіцієнта модуляції в режимі перемодуляції. У спеціалізованій програмі MelcoSim від компанії Mitsubishi виконано розрахунок статичних і динамічних втрат в силових ключах автономного інвертора напруги в режимі перемодуляції. Отримано залежності втрат в силових ключах від значення коефіцієнта модуляції. RU: В статье предложено использование алгоритма перемодуляции в режиме широтноимпульсной модуляции (ШИМ) для трёхуровневого автономного инвертора напряжения (АИН), который относительно классической ШИМ с коэффициентом модуляции, равным единице, оправдан и позволяет увеличить диапазон регулирования выходной мощности АИН, снизить динамические потери в силовых ключах, улучшить синусоидальность выходного тока, а также снизить коэффициент пульсации входного тока. Приведены зависимости энергетических показателей АИН от коэффициента модуляции в режиме перемодуляции. В специализированной программе MelcoSim от компании Mitsubishi выполнен расчет статических и динамических потерь в силовых ключах автономного инвертора напряжения в режиме перемодуляции. Получены зависимости потерь в силовых ключах от значения коэффициента модуляции. EN: Voltage source inverter (VSI) is one of the most common types of power converters, which is used in various industries. The energy efficiency indicators of the AVI depend not only on the IGBT or MOSFET-based transistors used in the AVI element, but also on the chosen modulation algorithm. The most commonly used in VSI is pulse width modulation (PWM) and single modulation. The advantage of PWM prior to single modulation is the ability to control the amplitude of the first harmonic of the output voltage and, accordingly, the current required both for scalar and vector control of an asynchronous electric drive. At the same time, the disadvantage of PWM is the need for a higher switching frequency of power switches, which results in higher dynamic losses. In addition, in the PWM mode, VSI at the same load parameters has a smaller amplitude of the first harmonic of the output voltage, and hence less output power.