Wyniki wyszukiwania - BazTech

1

Wpływ metody sterowania przekształtnikiem 4QS na widmo prądu

Lewandowski M.

Czasopismo Techniczne. Elektrotechnika

|

2011

|

R. 108, z. 1-E

155-162

PL

W artykule przedstawiono zasadę przetwarzania energii w pojeździe elektrycznym zasilanym z sieci prądu przemiennego. Głównymi elementami obwodu są: transformator T[r], przekształtnik 4QS, filtr (L[2]C[2]), pojemność C[p], układ hamowania (T[h]R[h]), falownik napięcia (FN) i silnik asynchroniczny (AC). Przekształtnik 4QS wpływa poprawę współczynnika mocy i warunków pracy systemu zasilania pojazdu. opisano pracę dwu- i trójpoziomowego przekształtnika 4QS. Przeprowadzono analizę wpływu przekształtnika oraz jego sposobu sterowania na widmo prądu.

EN

The principle of energy conversion in the locomotive supplied from AC power network is presented. The elements of locomotive's main electric circuit are: transformer (T[r]), four-quadrant converter (4QS), series filter (L[2]C[2]) capacitance (C[p]), branch of braking system (T[h]R[h]), voltage inverter (FN) and asynchronous motor (AC). 4QS converter consuming current of a waveform close to sinusoidal with phase factor close to unity is a favorable solution for rectifier and inverter applications. There are described in the paper the models of two-level and three-level 4QS converters. Influence of type of a converter and a method of its control on current harmonic spectrum were analyzed.

2

Sterowanie napędu trakcyjnego z filtrem wyjściowym falownika napięcia

Drozdowski P., Jeleń M.

Czasopismo Techniczne. Elektrotechnika

|

2011

|

R. 108, z. 1-E

67-77

PL

W artykule przedstawiono ideę metody sterowania napędu trakcyjnego z silnikiem indukcyjnym klatkowym, zasilanym za pomocą falownika napięcia z filtrem wyjściowym typu LC (rys. 1). Przyjęto metodę sterowania wektorowego, opisaną w [1, 9], polegającą na wymuszaniu napięć na uzwojeniach silnika. W odróżnieniu od bezpośredniego zasilania za pomocą falownika, napięcia o kształcie sinusoidalnym występują na wyjściu filtru LC. Dla zapewnienia jakości pracy napędu wprowadzono dodatkowy układ sterujący z odpowiednim odsprzęganiem sygnałów. Jakość pracy napędu oceniono na podstawie przebiegów zamieszczonych na rys. 3-5 przedstawiających kontrolowany rozruch i hamowanie odzyskowe. Zastosowane szybkie sterowanie napięcia wyjściowego filtru umożliwia jego zastosowanie w napędach sterowanych skalarnie i sinusoidalnym lub trapezowym kształcie napięcia. Z układu na rys. 2 może być usunięty regulator prędkości w napędach sterowanych bezpośrednio na moment silnika, jak to często odbywa się w pojazdach trakcyjnych. Przy zasilaniu sinusoidalnym ograniczane są w dużym stopniu prądy pojemnościowe, prądy łożyskowe i tętnienia momentu.

EN

In this paper a concept for control method of a traction drive was presented. the drive is composed of a cage induction motor and the voltage source inverter equipped with an output LC filter (Fig. 1). For the drive control a well known method [1, 9] of field oriented vector control was assumed. this was the method with forced motor voltages. In this case the voltages appropriate for control have to be created on the output of the filter and not on the output of the inverter as previously. For this task an additional control scheme was added to the classical control with decoupling signals. there appeared that assumed fast control of output voltages gives sinusoidal voltages on stator windings and assures stable and satisfied work of the drive. This was illustrated with Figs. 3-5 for starting of the motor and regenerative braking. From the control scheme (Fig. 2) the speed controller can be removed, since the motor torque signal can be settled individually in the traction drive. The fast control of the filter output voltages allows also for the scalar control with sinusoidal or trapezoidal voltages. Comparing with the operation without the filter the drive operates almost the same, though the ripples of the electromagnetic torque are lower significantly. Additionally the capacitance currents, bearing currents and voltage stresses in motor insulation are almost eliminated.

3

Metoda eliminacji harmonicznych prądu przekształtnika sieciowego napędu trakcyjnego

Drozdowski P., Jeleń M.

Czasopismo Techniczne. Elektrotechnika

|

2011

|

R. 108, z. 1-E

53-65

PL

W artykule przedstawiono praktyczne rozwiązanie problemu eliminacji wyższych harmonicznych w prądzie zasilającym napęd trakcyjny z sieci prądu przemiennego poprzez zastosowanie sieciowego przekształtnika impulsowego o konfiguracji wielomostkowej, współpracującego z transformatorem wielouzwojeniowym i dostosowanego sterowania. Algorytmy sterowania zostały sformułowane na podstawie funkcji dystrybucji opisanych w [10] jako teoria TRANSEP. Zaproponowana metoda sterowania przekształtnikiem została porównana ze znanymi z literatury metodami sterowania wektorowego wykorzystującymi filtry aktywne. Opiera się ona na podawaniu impulsów sterujących mostkami z odpowiednim wzajemnym przesunięciem fazowym. W wyniku badań stwierdzono, że już przy dwóch przekształtnikach uzyskuje się niemal sinusoidalny przebieg prądu sieciowego, a przy czterech zawartość wyższych harmonicznych jest pomijalnie mała. Układ wielomostkowy zapewnia dodatkowo większą niezawodność układu w przypadku uszkodzenia jednego z przekształtników. Sterowanie przepływem mocy biernej oraz pracę z wymaganym współczynnikiem mocy, np. równym jedności, uzyskuje się w sposób naturalny, wyznaczony przez wzorce impulsów zawarty w dystrybucjach sterujących. Unika się przy tym generowania impulsów sterujących z wykorzystaniem klasycznej metody modulacji szerokości impulsów przez porównanie przebiegu sterującego z przebiegiem nośnym, co zapewnia pełną symetrię sterowania niezależnie od częstotliwości. Zaproponowana metodyka stwarza dodatkowe perspektywy dla sterowania układów przekształtnikowych.

EN

This paper has proposed a practical approach to the problem of reducing higher harmonics in traction power supply system generated by the four-quadrant multi-bridge AC/DC supplying converter cooperating with special transformer. The control algorithms were based on the so-called TRANSEP distribution control method (TSD) [10]. This method was described and compared with already well-known techniques for harmonics elimination. The proposed modifications of the classical traction drive system constituted by application more than one four quadrant (4qC) converters are based on synchronous control of each bridge with pulses mutually shifted in phase. The results have proved that presence of more converters gives the opportunity, using dedicated control logic, to reduce the harmonic content of the absorbed current at the pantograph as well as it guarantees a good redundancy in case of failure of one converter. Secondly, it offers easy way for reactive power compensation and provides system operation with unity power factor. Superiority of TSD control method reveals in simplicity, reliability and effectiveness. Furthermore, the digital control method with low sensitivity to non-ideal supply voltage, and lack of a classical pulse width modulator are the most prominent advantages. It is possible that TSD control method can offer an additional interesting perspective for future research.

4

Hamowanie dynamiczne silników trakcyjnych sterowanych impulsowo

Dudek R., Stobiecki A.

Czasopismo Techniczne. Elektrotechnika

|

2011

|

R. 108, z. 1-E

79-93

PL

W polskich kopalniach podziemnych wykorzystywane są lokomotywy elektryczne wyposażone w energoelektroniczne układy sterowania z tyrystorami SCR albo z tranzystorami IGBT. Przekształtniki tranzystorowe są prostsze układowo, mniejsze i tańsze. zwykle nie jest możliwe bezpośrednie zastąpienie tyrystora tranzystorem w strukturze przekształtnika, a z pracą układu tranzystorowego związane są problemy niewystępujące podczas eksploatacji układu tyrystorowego. Niniejszy artykuł poświęcony jest jednemu z takich problemów. Uruchamiając przewodową lokomotywę górniczą typu Ld 30 z tranzystorowym układem sterowania stwierdzono, że podczas hamowania dynamicznego tego pojazdu napięcie na kondensatorach filtru wejściowego narasta do wartości niebezpiecznych dla elementów układu. W artykule zamieszczono zwięzły opis układu napędowego lokomotywy Ld 30, podano uproszczoną analizę zjawisk powodujących wzrost napięcia kondensatorów filtru oraz zaprezentowano zastosowaną metodę przeciwdziałania temu zjawisku. Przedstawiono także wyniki wybranych badań laboratoryjnych tranzystorowego układu napędowego pracującego w stanie hamowania dynamicznego. Wyjaśniono, dlaczego wzrost napięcia na kondensatorach nie jest obserwowany w przypadku lokomotywy z przekształtnikowym układem tyrystorowym.

EN

Electric locomotives equipped with the control systems based on both SCR thyristors and IGBT transistors are used in Polish underground mines. transistor-based converters are less complicated, smaller and cheaper. Direct replacement of the thyristor by the transistor is usually not possible, and there are problems connected with operation of the transistor-based system that do not occur during operation of the thyristor-based systems. this paper is devoted to one of them. It was observed during the tests of the trolley mining locomotive Ld 30 equipped with the transistor-based control system that the voltage across the input filter capacitor increases to the values dangerous for the elements of the control system. the drive system of the Ld 30 locomotive is brief described in the paper, the simplified analysis of phenomena causing the increase of the capacitor voltage is given and the applied method of counteracting this phenomenon is presented. Selected results of the laboratory tests of the transistor-based drive system operating in dynamic braking mode are also shown. It is explained, why increase of voltage across the filter capacitor is not observed in case of the locomotive equipped with the thyristor-based converter system.