В електроприводах змінного струму великої і середньої потужності все більше застосування знаходять багаторівневі перетворювачі частоти (БПЧ), серед яких най- кращі показники якості вихідного сигналу мають каскадні БПЧ (КБПЧ). Основним не- доліком таких перетворювачів частоти (ПЧ) є велика кількість напівпровідникових ключів і складність силових та інформаційних кіл. Частково цих недоліків позбавлені асиметричні КБПЧ (АКБПЧ). Дослідження можливості застосування АКБПЧ для сис- тем векторного керування асинхронним двигуном (АД) є актуальним питанням сього- дення. .

Мета роботи.

Мета роботи. Адаптація АКБПЧ при кратності напруг інверторів (АІН) у вихід- них фазах 1:1:4 з використанням одночасної модуляції напруги завдання гармоніками кратними трьом у систему полеорієнтовного керування АД і розробка математичної моделі системи за допомогою додатка Simulink пакету MATLAB. Як відомо реалізація АКБПЧ супроводжується рядом проблем [2]. Зокрема цир- куляцією енергії між різними АІН однієї фази, що обумовлено зміненням напрямку пе- редачі енергії джерела постійного струму. Можливі наступні рішення цієї проблеми: вибір кратності напруги (неефективне через значне обмеження рівнів у вихідній напру- зі); використання джерел постійного струму двобічної провідності (значно ускладнює силову схему); використання попередньої модуляції сигналу завдання гармоніками кратними трьом [1]. В якості системи векторного керування АД була обрана система регулювання у рухомій ортогональній системі координат dq, орієнтованої за потокозчепленням рото- ру, модель якої у пакеті Matlab додатку Simulink зображена на рис. 1. .

Рисунок 1 – Система векторного керування АД

Система керування АД при живленні його від АКБПЧ має деякі особливості. А саме, необхідність виключити можливість циркуляції енергії окремих АІН однієї фази. Це досягається у блоці координатного перетворювача за допомогою попередньої модуляції сигналу завдання третьою і дев’ятою гармоніками. Структурна схема такого координатного перетворювача зображена на рис. 2 .

---

Рисунок 2 – Координатний перетворювач dq в АВС з використанням попере- дньої модуляції

Результати моделювання системи векторного керування АД при живленні його від АКБПЧ зображені на рис. 4,а. Розроблена система керування є універсальною і не залежить від типу ПЧ. Для порівняння показників регулювання на рис. 4,б приведені перехідні процеси в АД при живленні його від «класичного» ПЧ на базі АІН. .

---

Рисунок 3 – Перехідні процеси за моментом двигуна при живленні його від: а) АКБПЧ; б) «класичного» ПЧ на базі АІН

Як видно з рис. 4 пульсації моменту двигуна при живлені його від НКМПЧ зме ншуються приблизно в три рази, що сприяє зменшенню вібрацій і шуму при роботі АД На рис. 5 зображені осцилограми струмів джерел постійного струму однієї фази БАІН. .

---

Рисунок 4 – Осцилограми струму у джерелах постійного струму БАІН

Література

Шавьолкін О.О. Перетворювальна техніка: навчальний посібник/ О.О. Шавьо- лкін, О.М.Наливайко. – Краматорськ, ДДМА, 2008. - 326с.

Шавёлкин А.А. Каскадные многоуровневые преобразователи частоты с улуч- шенными энергетическими характеристиками/ А.А.Шавёлкин // Наук.-приклад. журнал «Технічна електродинаміка» Тем. випуск. Силова електротехніка і енергоефектив- ність.-Київ, 2010. – Ч.1. – С.65-70