Синтез регулятора вихідної напруги активного чотириквадрантного випрямляча

Abstract

UA: Проведено аналіз відомих систем керування активного чотириквадрантного випрямляча з широтно-імпульсною модуляцією, що застосовується на електричному рухомому складі залізничного транспорту, і методів визначення модального та симетричного оптимуму. Встановлено необхідність системи автоматичного регулювання для стабілізації вихідної напруги за умови зміни струму. Розроблено систему керування активного трифазного чотириквадрантного випрямляча на базі широтно-імпульсної модуляції. Визначено статичну регулювальну характеристику вихідної напруги активного випрямляча у функції величини струму навантаження та значення регулювального коефіцієнта. Визначено амплітудно-частотну характеристику каналу керування вихідної напруги активного випрямляча, що отримано шляхом додавання до керуючого сигналу додаткових частот і вимірювання даних частот у формі вихідної напруги. Визначено динамічну регулювальну характеристику та передавальну функцію активного випрямляча. Проведено моделювання активного випрямляча із системою керування та частотою широтно-імпульсної модуляції 10 кГц у програмному середовищі Matlab / Simulink. Виконано синтез регулятора вихідної напруги активного трифазного чотириквадрантного випрямляча з широтно-імпульсною модуляцією на основі модального оптимуму. Отримано осцилограми перехідного процесу вихідної напруги при авторегулюванні.

EN: The analysis of known control systems of the active four-quadrant rectifier with pulsewidth modulation applied on a rolling stock of electric railway transport, and methods of definition of modal and symmetric optimum is carried out. The necessity of the automatic regulation system for stabilization of the output voltage under the condition of current change is established. The control system of the active three-phase four-quadrant rectifier on the basis of pulse-width modulation is developed. The static control characteristic of the output voltage of the active rectifier as a function of the value of the load current and the value of the control factor is determined. It is shown that the control characteristic is nonlinear, and the static transmission coefficient of the active rectifier depends on the load current. The amplitude-frequency characteristic of the control channel of the output voltage of the active rectifier is determined, which is obtained by adding additional frequencies to the control signal and measuring these frequencies in the form of the output voltage. The dynamic control characteristic and transfer function of the active rectifier are determined. The simulation of an active rectifier with a control system and a pulse-width modulation frequency of 10 kHz in the Matlab / Simulink software environment was performed. The synthesis of the output voltage regulator of an active three-phase four-quadrant rectifier with pulse-width modulation is performed, which is made on the basis of the modal optimum. The oscillograms of the transient process of the output voltage during autoregulation are obtained. Given the fact that the static transmission factor of the control system of the active rectifier depends on the load current, to obtain the uniqueness of the transient process when regulating the output voltage, it is necessary to create an adaptive regulator for the output current of the active rectifier.