Aktywne tłumienie i unikanie wzbudzenia obwodu wejściowego napędów trakcyjnych

• Autorzy: Lewandowski D. , Lipnicki P.

Warianty tytułu

EN

Active Damping and Avoiding Excitation of Input Filteri in Traction Drives

• Języki publikacji: PL

Abstrakty

PL

Przekształtniki trakcyjne, zawierają w swej konstrukcji obowiązkowy obwód wejściowy LC, którego przeznaczeniem jest filtrowanie prądu przekształtnika oraz wygładzanie napięcia na zasobniku jakim jest kondensator. Dodatkowo filtr wejściowy chroni sieć trakcyjną przed zakłóceniami w postaci wyższych harmonicznych wytwarzanych przez przełączenia kluczy tranzystorowych. Niewątpliwymi zaletami takiego obwodu jest prostota konstrukcji i łatwość wyznaczenia parametrów elementów pasywnych. Uciążliwą wadą jest niestety skłonność do oscylacji, które w skrajnych sytuacjach mogą doprowadzić do awaryjnego wyłączenia przekształtnika przez zabezpieczenia nadnapięciowe i nadprądowe. W artykule przedstawiono porównanie właściwości dwóch metod stabilizacji obwodu pośredniczącego przekształtnika trakcyjnego. Pierwsza z nich to klasyczna koncepcja układu tłumienia oscylacji obwodu pośredniczącego, współpracującego ze sterowanym wektorowo napędem. Drugą metodą jest zastosowanie elementu kształtującego wartość zadaną momentu napędowego wraz z układem aktywnego rozpraszania energii oscylacji w rezystorze hamowania. Proponowana metoda wykorzystuje zasadę zachowania ciągłości i ograniczoności pierwszej pochodnej sygnału sterującego do unikania wzbudzania oscylacji. W ramach badań symulacyjnych rozważono zasadność takiego rozwiązania ze względu na podwyższony wskaźnik strat.

EN

Traction converters include in its construction mandatory LC input circuit whose purpose is to filter the inverter current and voltage smoothing on the DC bus capacitor. In addition, this LC filter protects the traction power network against interference coming from higher harmonics generated by the transistor switching. Undoubted advantages of such solution are simplicity of design and ease of determining the parameters of passive components. One of the obvious disadvantages is tendency to oscillate, which in extreme cases can lead to emergency shutdown of the inverter by overvoltage and overcurrent protection. This paper presents a comparison of two methods of stabilization for LC input circuit for traction converter. The first is the classic circuit oscillation damping method, working with vector controlled drive. The second method is to use a torque set point forming element together with an active energy dissipation system for circuit oscillations, using a braking resistor. The proposed method uses the principle of continuity and boundedness of the first derivative of control signal, to avoid the excitation of oscillations. The simulation study reviewed the validity of this approach taking into consideration the increased loss ratio.

Słowa kluczowe

PL

stabilność napędów trakcyjnych; tłumienie oscylacji; filtr wartości zadanej

EN

stability of traction drives; oscillation damping; set-point filter

• Wydawca: Sieć Badawcza Łukasiewicz - Górnośląski Instytut Technologiczny
• Czasopismo: Maszyny Elektryczne : zeszyty problemowe
• Rocznik: 2013
• Tom: Nr 2(99)
• Strony: 167--171
• Opis fizyczny: Bibliogr. 8 poz., tab., rys.

Twórcy

autor

Lewandowski D.

• Korporacyjne Centrum Badawcze ABB, Kraków

autor

Lipnicki P.

• Korporacyjne Centrum Badawcze ABB, Kraków

Bibliografia

• [1]. Chudzik P., Radecki A.: Stabilizacja napięcia pośredniczącego falownikowych układów napędowych. Zeszyty Problemowe – Maszyny Elektryczne Nr 86/2010.
• [2]. Chudzik P., Radecki A.: Eliminacja oscylacji w układzie zasilania pojazdu trakcyjnego. Przegląd Elektrotechniczny Nr 2/2010.
• [3]. Dębowski A., Chudzik P.: Control of rotor flux in AC tram drive during sudden braking operation. EPE-PEMC'2008.
• [4]. Dudek R., Kosiorowski S., Stobiecki A.: Oscylacje w filtrach wejściowych przekształtnikowych napędów trakcyjnych. Zeszyty Problemowe – Maszyny Elektryczne Nr 86/2010.
• [5]. Dudek R., Kosiorowski S., Stobiecki A.: Zmodyfikowany filtr wejściowy przekształtnikowych napędów trakcyjnych. Zeszyty Problemowe – Maszyny Elektryczne Nr 90/2011.
• [6]. Mosskull H.: Stabilization of an Induction Machine Drive. PhD Thesis, 2003.
• [7]. Mosskull H.: Stabilization of Induction Motor drives with Poorly Damped Input Filters.IEEE Transactions on Industrial Electronics, vol. 54, no. 5, 2007.
• [8]. Skibicki J. Wpływ parametrów filtra wejściowego LC pojazdu na stabilność trakcyjnego układu zasilania. Zeszyty Naukowe Wydziału Elektrotechniki i Automatyki Politechniki Gdańskiej Nr 21, 2005.