Аналіз енергетичних процесів у семирівневому автономному інверторі напруги при різних алгоритмах модуляції

Abstract

UA: У статті досліджено реалізовані параметри якості вихідної напруги та вихідного струму в семирівневому автономному інверторі напруги з фіксованими діодами при реалізації різних алгоритмів модуляції. Розглянуто методи реалізації широтно-імпульсної модуляції. У середовищі Matlab / Simulink / SymPowerSystems розроблено модель семирівневого автономного інвертора напруги з розглянутими системами керування. Отримано результати імітаційного моделювання у вигляді енергетичних показників. Встановлено значення вихідної потужності, загальні коефіцієнти гармонічних спотворень вихідної напруги та вихідного струму, а також значення втрат потужності в силових перемикачах. Наведено порівняльну таблицю енергетичних параметрів семирівневого інвертора джерела напруги в режимі єдиної модуляції та широтно-імпульсної модуляції з різними топологіями.

EN: The most commonly used in autonomous voltage inverter (AVI) 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. Multilevel autonomous voltage inverters (MAVI) are finding increasing application in industry, namely: in wind and solar power engineering, high-voltage substations, in industrial and traction electric drives. In comparison with the classical two-level inverters, MAVI have several advantages: providing greater output power MAVI, the reduced value of the emission of higher harmonics in the load and the supply network, reduction of switching losses in semiconductor switches, which directly increases the efficiency, increased sinusoidal output voltage and current. Currently, there are several topologies of multilevel AVI, among which the most common are MAVI with fixing diodes, MAVI with convertible capacitors, MAVI with cascade half-bridge. Due to the fact that the MAVI with fixing diodes found the greatest use among the listed topologies, this article is dedicated to this type.