Wymagania i optymalizacja struktury przekształtnika dla napędów z falownikiem napięcia

• Autorzy: Muszyński R.

Warianty tytułu

EN

Requirements and structure of the inverter for adjustable ac drives

• Języki publikacji: PL

Abstrakty

PL

W artykule jest rozpatrywane zagadnienie optymalizacji struktury napędów z falownikiem napięcia przy uwzględnieniu ich oddziaływania na sieć zasilającą i innych ważnych wymagań. Podano wymogi normy, dotyczące dopuszczalnej emisji harmonicznych prądu do sieci. Ustalono przedziały mocy, w których są spełnione te wymogi przez najprostsze struktury przekształtnika z kondensatorem DC lub filtrem DC i dławikiem sieciowym oraz kiedy muszą być stosowane układy o zmniejszonej emisji harmonicznych. Na przykładzie konkretnych struktur rozpatrzono problem strat mocy i koordynacji parametrów. Dokonano wielokryterialnego porównania różnych struktur. Przedstawiono metodę optymalizacji układu opartą na agregacji poszczególnych wymagań w jedno uogólnione kryterium za pomocą specjalnej funkcji.

EN

In the paper the structure optimisation problem for voltage source inverter drives with consideration of its reaction on supply network and others important requirements is treated. The standards relating to the current harmonic emission into the network are given. There are determined the ranges of power in which the requirements are fulfilled by the simplest converter structures with DC capacitor or DC filter and the network side choke as well as the cases when the systems with decreased harmonic emission must be used. The problem of power loss and parameter co-ordination is examined on the example of concrete structures. A multi-criterion comparison of different structures is done. The method of system optimisation based on the aggregation of the separate requirements into one generalised criterion by means of special function is presented.

Słowa kluczowe

PL

struktura przekształtnika; emisja harmonicznych; straty mocy; falownik napięcia; regulowany napęd prądu przemiennego; oddziaływanie przekształtnika na sieć

EN

converter structure; harmonic emission; power loss; voltage source inverter; adjustable AC drive; converter reaction on the supply system

• Wydawca: Wydawnictwo Politechniki Śląskiej
• Czasopismo: Prace Naukowe Politechniki Śląskiej. Elektryka
• Rocznik: 2011
• Tom: z. 4
• Strony: 97--112
• Opis fizyczny: Bibliogr. 13 poz.

Twórcy

autor

Muszyński R.

• Instytut Automatyki i Inżynierii Informatycznej, Politechnika Poznańska

Bibliografia

• 1. Muszyński R.: Symulacja pracy przekształtnika w układzie: mała elektrownia wiatrowa – sieć elektroenergetyczna. Materiały XIII Sympozjum "Podstawowe Problemy Energoelektroniki, Elektromechaniki i Mechatroniki" PPEEm 2009, Wisła 14-17.12.2009, s. 81-88.
• 2. Wiechman E.P., Aqueveque P., Burgos R., Rodriguez J.: On the Efficiency of Voltage Source and Current Source Inverters for High Power Drives. „IEEE Transactions on Industrial Electronics” 2008 (April), Vol. 55, Iss. 4, p. 1771-1782.
• 3. Shimizu T., Iyasu S.: A Practical Iron Loss Calculation for AC Filter Inductors Used in PWM Inverters. „IEEE Transactions on Industrial Electronics” 2009 (July), Vol. 56, Iss. 7, p. 2600-2609.
• 4. Hansen S.: New Topologies for Connecting Power Electronics Converters to the Utylity Grid, Danfoss Professor Programme in Power Electronics and Drives, 1999 – 2000.Dodds S. J., Vittek J.: Forced dynamics control of electric drives. EDIS-Žilina University publisher, 2003.
• 5. Rockwell Automation: Harmonic Mitigation and Compliance. Application Guidlines, Brussels 2008.
• 6. Rockwell Automation: Medium Voltage Variable Frequency Drive with Active Front End (AFE). Application Guidlines, Brussels 2008.
• 7. Büchner P.: Stromrichter-Netzrückwirkungen und ihre Beherrschung, VEB Deutcher Verlag für Grundstoffindustrie, Leipzig 1982.
• 8. PN-EN 61000 3 Dopuszczalna emisja harmonicznych prądu do sieci.
• 9. Kłak J.: Oddziaływanie napędu regulowanego z silnikiem indukcyjnym na sieć zasilającą i jego kompensacja. Praca dyplomowa pod kierunkiem R. Muszyńskiego, Instytut Automatyki i Inżynierii Informatycznej Politechniki Poznańskiej, 2009.
• 10. Hanzelka Z., Klempka R.: Pasywne filtry wyższych harmonicznych. „Napędy i Sterowanie” 2000, nr 9/10.
• 11. Przetwornice częstotliwości Low Harmonic Drives, dławiki sieciowe i silnikowe, Katalogi firm: Alspa, Danfos, ABB, Rockwell Automation.
• 12. Casadei D., Serra G., Tani A., Zarri L.: Matrix converters. „Przegląd Elektrotechniczny” Nr 2, 2006.
• 13. Harrington E.C.: The desirability function in. “Industry quality control” 1965, Vol. 21, No. 10, p. 494-498.