Покращення електромагнітної сумісності тягових перетворювачів тягових підстанцій постійного струму з живлячою та контактною мережами

Abstract

UA: Дисертація присвячена дослідженню електромагнітних процесів в активних трифазних випрямлячах напруги з корекцією коефіцієнта потужності з системами автоматичного управління побудованих на базі гістерезисної на широтно-імпульсної модуляції, які забезпечують високі показники електромагнітної сумісності з живлячою та контактною мережами. Отримані регулювальні характеристики АВН з гістерезисною системою управління на основі яких розроблена система автоматичного управління з реалізацією двонаправленої передачею енергії. Дослідження активних випрямлячів з гістерезисною системою управління показали реалізацію високих показників електромагнітної сумісності, проте і виявили її принципові недоліки, а саме високу і змінну частоту комутації, що значно ускладнює її фізичну реалізацію на існуючій базі IGBT транзисторів та зумовлює значні втрати в перетворювачі. Визначені аналітичні співвідношення максимальної частоти комутації ключів АВН з гістерезисною системою управління від параметрів живлячої мережі, схеми заміщення АВН, навантаження та величини уставки гістерезиса. Розроблені системи управління дворівневим та трирівневим АВН. Розроблені імітаційні модели, які підтверджують реалізацію коефіцієнта потужності близького до одиниці. Перевагою розроблених систем на основі ШІМ є реалізація постійної і значно нижчої частоти комутації, що обумовлює можливість їх фізичної реалізації, зниження динамічних втрат в перетворювачі та підвищення ККД перетворювача.

EN: The thesis is dedicated to investigation of electromagnetic processes and EMC parameters of the two-level, three-level and parallel three-phase four quadrant active rectifiers with power factor correction with novel automated control systems based on hysteresis modulation and PWM. Control characteristics and automated control system of active four quadrant active rectifiers with hysteresis modulation and PWM was designed. Studies have shown principle weaknesses of the hysteresis modulation. It’s high and variable switching frequency and high losses in IGBT. Automated control system based on PWM has strong advantage – constant switching frequency, that improves efficiency of convertor and EMC parameters.