Определение факторов пульсаций системы подавления мешающих гармоник полупроводникового преобразователя
Цель. Целью статьи является определение факторов пульсаций замкнутой системы автоматического регулирования (САР) мешающих гармоник, содержащей полупроводниковый преобразователь с двухсторонней широтноимпульсной модуляцией (ШИМ), а также подтверждение теоретических предпосылок о возможности самокомпе...
Gespeichert in:
| Datum: | 2018 |
|---|---|
| Hauptverfasser: | , , , |
| Format: | Artikel |
| Sprache: | Russian |
| Veröffentlicht: |
Інститут технічних проблем магнетизму НАН України
2018
|
| Schriftenreihe: | Електротехніка і електромеханіка |
| Schlagworte: | |
| Online Zugang: | http://dspace.nbuv.gov.ua/handle/123456789/147942 |
| Tags: |
Tag hinzufügen
Keine Tags, Fügen Sie den ersten Tag hinzu!
|
| Назва журналу: | Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraine |
| Zitieren: | Определение факторов пульсаций системы подавления мешающих гармоник полупроводникового преобразователя / В.В. Панченко, А.С. Маслий, Д.П. Помазан, С.Г. Буряковский // Електротехніка і електромеханіка. — 2018. — № 4. — С. 24-28. — Бібліогр.: 9 назв. — рос. |
Institution
Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraine| id |
irk-123456789-147942 |
|---|---|
| record_format |
dspace |
| spelling |
irk-123456789-1479422019-02-17T01:24:25Z Определение факторов пульсаций системы подавления мешающих гармоник полупроводникового преобразователя Панченко, В.В. Маслий, А.С. Помазан, Д.П. Буряковский, С.Г. Електротехнічні комплекси та системи. Силова електроніка Цель. Целью статьи является определение факторов пульсаций замкнутой системы автоматического регулирования (САР) мешающих гармоник, содержащей полупроводниковый преобразователь с двухсторонней широтноимпульсной модуляцией (ШИМ), а также подтверждение теоретических предпосылок о возможности самокомпенсации действия факторов пульсаций в системе с двухсторонней ШИМ. Методика. Для проведения работы использовались: классическая теория электрических цепей, методы гармонического анализа и теория обобщенных функций. Результаты. Получены выражения, математически связывающие факторы пульсаций, значения коэффициентов демпфирования и регулируемого параметра для разных частот мешающих гармоник в системе с двухсторонней ШИМ. Научная новизна. Экспериментально подтверждены теоретические предпосылки о самокомпенсации действия факторов пульсаций в системе с двухсторонней ШИМ; Практическое значение. Использование результатов работы позволит создать замкнутую САР для эффективного подавления мешающих гармоник в контактной сети постоянного тока. Мета. Метою статті є визначення факторів пульсацій замкнутої системи автоматичного регулювання (САР) заважаючих гармонік, що містить напівпровідниковий перетворювач з двосторонньою широтно-імпульсною модуляцією (ШІМ), а також підтвердження теоретичних передумов про можливість самокомпенсації дії факторів пульсацій в системі з двосторонньою ШІМ. Методика. Для проведення роботи використовувалися: класична теорія електричних кіл, методи гармонійного аналізу і теорія узагальнених функцій. Результати. Отримані вирази, що математично зв'язують фактори пульсацій, значення коефіцієнтів демпфування і регульованого параметра для різних частот заважаючих гармонік в системі з двосторонньою ШІМ. Наукова новизна. Експериментально підтверджені теоретичні передумови про самокомпенсацію дії факторів пульсацій в системі з двосторонньою ШІМ; Практичне значення. Використання результатів роботи дозволить створити замкнуту САР для ефективного придушення заважаючих гармонік в контактній мережі постійного струму. Purpose. The purpose of the paper is to define the pulsation factors of a closed-loop automatic control system (ACS) of interfering harmonics containing a semiconductor converter with double-sided pulse-width modulation (PWM), as well as confirmation of theoretical assumptions about possibilities of self-compensation of pulsation factors’ influence in the system with double-sided PWM. Methodology. The research was conducted with the usage of classic electric circuit theory, frequency analysis methods, generalized function theory. Results. The obtained expressions mathematically relate pulsation factors, value of the damping coefficient and manipulative variable for different frequencies of interfering harmonics in the system with double-sided PWM. The research concerned harmonics with frequencies 100, 300, 600, 900 and 1200 Hz as the most significant constituents of the output voltage of a 12- pulse semiconductor converter. The obtained expressions allow taking into account settings of the selective link and its approximation on the level of supreme frequencies with aperiodic link. Originality. The research has experimentally proved theoretical assumptions about self-compensation of pulsation factors in the system with double-sided PWM. It has been shown that the damping coefficient has a low-impact influence on the values of pulsation factors. It is caused by the pass band of the selective link, which is included in the closed-loop control system of harmonics regulation. Practical value. Application of the research results can contribute to the development of the closed-loop control system for effective attenuation of interfering harmonics in direct current contact wire without interfering in the power part of the semiconductor converter. Besides the possibility to regulate output voltage, it will also help to solve the problem of electromagnetic compatibility of a traction substation semiconductor converter with contact wire. The application of the developed closedloop control system will as well provide for decreasing the size of the filter in the direct current traction substation unit. 2018 Article Определение факторов пульсаций системы подавления мешающих гармоник полупроводникового преобразователя / В.В. Панченко, А.С. Маслий, Д.П. Помазан, С.Г. Буряковский // Електротехніка і електромеханіка. — 2018. — № 4. — С. 24-28. — Бібліогр.: 9 назв. — рос. 2074-272X DOI: https://doi.org/10.20998/2074-272X.2018.4.04 http://dspace.nbuv.gov.ua/handle/123456789/147942 621.311.1 ru Електротехніка і електромеханіка Інститут технічних проблем магнетизму НАН України |
| institution |
Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraine |
| collection |
DSpace DC |
| language |
Russian |
| topic |
Електротехнічні комплекси та системи. Силова електроніка Електротехнічні комплекси та системи. Силова електроніка |
| spellingShingle |
Електротехнічні комплекси та системи. Силова електроніка Електротехнічні комплекси та системи. Силова електроніка Панченко, В.В. Маслий, А.С. Помазан, Д.П. Буряковский, С.Г. Определение факторов пульсаций системы подавления мешающих гармоник полупроводникового преобразователя Електротехніка і електромеханіка |
| description |
Цель. Целью статьи является определение факторов пульсаций замкнутой системы автоматического регулирования (САР) мешающих гармоник, содержащей полупроводниковый преобразователь с двухсторонней широтноимпульсной модуляцией (ШИМ), а также подтверждение теоретических предпосылок о возможности самокомпенсации действия факторов пульсаций в системе с двухсторонней ШИМ. Методика. Для проведения работы использовались: классическая теория электрических цепей, методы гармонического анализа и теория обобщенных
функций. Результаты. Получены выражения, математически связывающие факторы пульсаций, значения коэффициентов демпфирования и регулируемого параметра для разных частот мешающих гармоник в системе с двухсторонней ШИМ. Научная новизна. Экспериментально подтверждены теоретические предпосылки о самокомпенсации действия факторов пульсаций в системе с двухсторонней ШИМ; Практическое значение. Использование
результатов работы позволит создать замкнутую САР для эффективного подавления мешающих гармоник в контактной сети постоянного тока. |
| format |
Article |
| author |
Панченко, В.В. Маслий, А.С. Помазан, Д.П. Буряковский, С.Г. |
| author_facet |
Панченко, В.В. Маслий, А.С. Помазан, Д.П. Буряковский, С.Г. |
| author_sort |
Панченко, В.В. |
| title |
Определение факторов пульсаций системы подавления мешающих гармоник полупроводникового преобразователя |
| title_short |
Определение факторов пульсаций системы подавления мешающих гармоник полупроводникового преобразователя |
| title_full |
Определение факторов пульсаций системы подавления мешающих гармоник полупроводникового преобразователя |
| title_fullStr |
Определение факторов пульсаций системы подавления мешающих гармоник полупроводникового преобразователя |
| title_full_unstemmed |
Определение факторов пульсаций системы подавления мешающих гармоник полупроводникового преобразователя |
| title_sort |
определение факторов пульсаций системы подавления мешающих гармоник полупроводникового преобразователя |
| publisher |
Інститут технічних проблем магнетизму НАН України |
| publishDate |
2018 |
| topic_facet |
Електротехнічні комплекси та системи. Силова електроніка |
| url |
http://dspace.nbuv.gov.ua/handle/123456789/147942 |
| citation_txt |
Определение факторов пульсаций системы подавления мешающих гармоник полупроводникового преобразователя / В.В. Панченко, А.С. Маслий, Д.П. Помазан, С.Г. Буряковский // Електротехніка і електромеханіка. — 2018. — № 4. — С. 24-28. — Бібліогр.: 9 назв. — рос. |
| series |
Електротехніка і електромеханіка |
| work_keys_str_mv |
AT pančenkovv opredeleniefaktorovpulʹsacijsistemypodavleniâmešaûŝihgarmonikpoluprovodnikovogopreobrazovatelâ AT maslijas opredeleniefaktorovpulʹsacijsistemypodavleniâmešaûŝihgarmonikpoluprovodnikovogopreobrazovatelâ AT pomazandp opredeleniefaktorovpulʹsacijsistemypodavleniâmešaûŝihgarmonikpoluprovodnikovogopreobrazovatelâ AT burâkovskijsg opredeleniefaktorovpulʹsacijsistemypodavleniâmešaûŝihgarmonikpoluprovodnikovogopreobrazovatelâ |
| first_indexed |
2025-07-11T03:10:23Z |
| last_indexed |
2025-07-11T03:10:23Z |
| _version_ |
1837318463594430464 |
| fulltext |
24 ISSN 2074-272X. Електротехніка і Електромеханіка. 2018. №4
© В.В. Панченко, А.С. Маслий, Д.П. Помазан, С.Г. Буряковский
УДК 621.311.1 doi: 10.20998/2074-272X.2018.4.04
В.В. Панченко, А.С. Маслий, Д.П. Помазан, С.Г. Буряковский
ОПРЕДЕЛЕНИЕ ФАКТОРОВ ПУЛЬСАЦИЙ СИСТЕМЫ ПОДАВЛЕНИЯ
МЕШАЮЩИХ ГАРМОНИК ПОЛУПРОВОДНИКОВОГО ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЯ
Мета. Метою статті є визначення факторів пульсацій замкнутої системи автоматичного регулювання (САР) за-
важаючих гармонік, що містить напівпровідниковий перетворювач з двосторонньою широтно-імпульсною модуляці-
єю (ШІМ), а також підтвердження теоретичних передумов про можливість самокомпенсації дії факторів пульсацій
в системі з двосторонньою ШІМ. Методика. Для проведення роботи використовувалися: класична теорія електрич-
них кіл, методи гармонійного аналізу і теорія узагальнених функцій. Результати. Отримані вирази, що математично
зв'язують фактори пульсацій, значення коефіцієнтів демпфування і регульованого параметра для різних частот за-
важаючих гармонік в системі з двосторонньою ШІМ. Наукова новизна. Експериментально підтверджені теоретичні
передумови про самокомпенсацію дії факторів пульсацій в системі з двосторонньою ШІМ; Практичне значення. Ви-
користання результатів роботи дозволить створити замкнуту САР для ефективного придушення заважаючих гар-
монік в контактній мережі постійного струму. Бібл. 9, рис. 5.
Ключові слова: фактор пульсацій, заважаюча гармоніка, система автоматичного регулювання, двостороння широтно-
імпульсна модуляція, напівпровідниковий перетворювач.
Цель. Целью статьи является определение факторов пульсаций замкнутой системы автоматического регулирова-
ния (САР) мешающих гармоник, содержащей полупроводниковый преобразователь с двухсторонней широтно-
импульсной модуляцией (ШИМ), а также подтверждение теоретических предпосылок о возможности самоком-
пенсации действия факторов пульсаций в системе с двухсторонней ШИМ. Методика. Для проведения работы ис-
пользовались: классическая теория электрических цепей, методы гармонического анализа и теория обобщенных
функций. Результаты. Получены выражения, математически связывающие факторы пульсаций, значения коэф-
фициентов демпфирования и регулируемого параметра для разных частот мешающих гармоник в системе с двух-
сторонней ШИМ. Научная новизна. Экспериментально подтверждены теоретические предпосылки о самокомпен-
сации действия факторов пульсаций в системе с двухсторонней ШИМ; Практическое значение. Использование
результатов работы позволит создать замкнутую САР для эффективного подавления мешающих гармоник в кон-
тактной сети постоянного тока. Библ. 9, рис. 5.
Ключевые слова: фактор пульсаций, мешающая гармоника, система автоматического регулирования, двухсторонняя
широтно-импульсная модуляция, полупроводниковый преобразователь.
Постановка проблемы. Основными недостат-
ками полупроводниковых преобразователей с повы-
шенной пульсностью являются:
невозможность создания преобразователя с аб-
солютно симметричными плечами, что приводит к
генерации гармоник, снижению качества электриче-
ской энергии на выходе тяговой подстанции и ухуд-
шению электромагнитной совместимости выпрямите-
ля с тяговой сетью. В работах [1, 2] нерешенными
остаются вопросы симметрирования полупроводни-
ковых преобразователей;
постоянное присутствие в выходном напряжении
неканонических гармоник, к которым критичны уст-
ройства сигнализации, централизации и блокировки
(СЦБ) и которые не зависят от пульсности выпрями-
теля, из-за практической невозможности создания
целочисленного соотношения витков обмоток транс-
форматора большой мощности, питающих мосты вы-
прямителя. При этом, в работах [3, 4] не рассматрива-
ется возможность применения активной фильтрации
гармоник выходного напряжения полупроводниково-
го преобразователя.
Кроме того, причиной возникновения мешаю-
щих гармоник является дискретный характер преоб-
разования выпрямительной установкой электрической
энергии переменного тока и воздействие собственной
несимметрии выпрямителя и несимметрии питающей
сети. Перечисленные причины вызывают генерацию в
контактную сеть канонических и неканонических
гармоник. Большой вклад в формирование мешающе-
го напряжения, вносят гармоники, частоты которых
лежат в диапазоне fm = 100…1200 Гц. Применение для
уменьшения величины мешающих гармоник в ука-
занном диапазоне в составе сглаживающего фильтра
режекторных LC – цепей является недостаточно эф-
фективным [5, 6]. Объясняется это сложностью полу-
чения точной настройки режекторных цепей на часто-
ты мешающих гармоник и изменением резонансных
частот, вызываемых температурными и временными
воздействиями.
То есть, актуальным является поиск альтерна-
тивных технических решений для борьбы с мешаю-
щими гармониками полупроводникового преобразо-
вателя.
В [7] рассматривались вопросы применения
специальных замкнутых структур для регулирова-
ния гармоник выходного напряжения управляемого
преобразователя. Однако предложенные системы с
односторонней ШИМ обладают узкой полосой про-
пускания и не позволяют реализовать высокие час-
тоты ШИМ.
Таким образом, в контексте рассматриваемой
проблемы, нерешенными остаются вопросы примене-
ния полупроводникового преобразователя с двухсто-
ронней ШИМ, в составе замкнутой САР, для умень-
шения величин мешающих гармоник и улучшения
электромагнитной совместимости с тяговой сетью.
ISSN 2074-272X. Електротехніка і Електромеханіка. 2018. №4 25
Целью работы является исследование электро-
магнитных процессов в САР мешающих гармоник
полупроводникового преобразователя с двухсторон-
ней ШИМ и получение выражений для определения
факторов пульсаций действующих в этой системе.
Основная часть. В системе автоматического ре-
гулирования, содержащей преобразователь с двухсто-
ронней широтно-импульсной модуляцией (рис. 1),
действует два фактора пульсаций [9].
Uload
Рис. 1. Замкнутая САР полупроводникового преобразователя
с двухсторонней ШИМ
В рассматриваемой САР основной поток мощно-
сти из питающей сети в нагрузку передается через
основной 12-пульсный неуправляемый выпрямитель
(НВ). Широтно-регулируемый вольтодобавочный
преобразователь (ВДП), управляемый системой
управления (СУ) рассчитан на передачу мощности,
которая составляет порядка 20 % от мощности основ-
ного выпрямителя.
Стабилизация напряжения выпрямительного аг-
регата обеспечивается отрицательной обратной свя-
зью по напряжению нагрузки Uload с помощью регуля-
тора напряжения (РН), а регулирование мешающих
гармоник напряжения нагрузки в широком диапазоне
частот осуществляется внутренними контурами, со-
держащими селективные звенья W1(p), W2(p) … Wn(p)
с передаточными функциями.
Предложенная САР выпрямительного агрегата с
широтно-регулируемым ВДП отвечает требованиям
астатизма. Данное требование достигается введением
интегральной части в РН, а также применением адап-
тивной обратной связи по контурному коэффициенту
подавления гармоник напряжения нагрузки
Основной задачей Г-образного пассивного
LC-фильтра (ПФ) в данной системе является подавле-
ние гармоники напряжения несущей частоты ВДП.
Применение двухсторонней ШИМ вместо одно-
сторонней обусловлено возможностью расширения
полосы пропускания преобразователя, что позволит
подавлять гармоники выходного напряжения тяговой
подстанции постоянного тока в широком диапазоне
частот, а, следовательно, уменьшить объем ПФ.
В вольтодобавочном преобразователе формиро-
вание широтно-модулированной импульсной после-
довательности выполняется системой управления,
функциональная схема которой приведена на рис. 2.
Функционально система управления состоит из гене-
ратора опорного напряжения ГОН и компаратора К.
Uk(t)
Uy(t)
Uon(t)
Рис. 2. Функциональная схема системы управления
В [8] получены обобщенные выражения для фак-
торов пульсаций при представлении передаточной
функции приведенной непрерывной части в виде
суммы апериодических звеньев. Для системы подав-
ления мешающей гармоники выражения для факторов
пульсаций имеют вид
i
ii
T
T
T
T
T
T
n
i i
P
e
ee
T
TK
F
1
11
1
)1(
2
1
1
11
1
, (1)
i
ii
T
T
T
T
T
T
n
i i
P
e
ee
T
TK
F
1
11
1
)1(
2
1
1
11
2
. (2)
Для применения формул (1), (2), представим пе-
редаточную функцию селективного звена G(p) в виде
суммы апериодических звеньев
2
2
1
1
0
)(
pp
K
pp
K
T
p
pG , (3)
где p1 = (–ξ+ja)/T0, p2 = (–ξ–ja)/T0 – полюса передаточ-
ной функции G(p).
Коэффициенты K1 и K2 определим как вычеты
передаточной функции G(p) в соответствующих
полюсах
a
ja
pp
p
K
pp
2
1
2
1
, (4)
a
ja
pp
p
K
pp
2
2
2
2
. (5)
Подставив (4) и (5) в (3) и преобразовав, получим
1)(
1
1)(
1
2
)(
00 jaTjaTa
j
pG
. (6)
С учетом (6) выражения для факторов пульсаций
принимают вид
0
1
0
1
0
1
0
1
0
1
0
1
)(
)()(
)(
)()(
0
11
1
1
]1[
)(
1
]1[
)(
4
1
T
T
ja
T
T
ja
T
T
ja
T
T
ja
T
T
ja
T
T
ja
p
e
ee
ja
e
ee
ja
aT
TK
jF
, (7)
26 ISSN 2074-272X. Електротехніка і Електромеханіка. 2018. №4
0
1
0
1
0
1
0
1
0
1
0
1
)(
)()(
)(
)()(
0
11
2
1
]1[
)(
1
]1[
)(
4
1
T
T
ja
T
T
ja
T
T
ja
T
T
ja
T
T
ja
T
T
ja
p
e
ee
ja
e
ee
ja
aT
TK
jF
.(8)
Выполнив в (7) и (8) простые, но достаточно
громоздкие преобразования, получим выражения для
факторов пульсаций замкнутой системы подавления
мешающей гармоники
0
1
0
1
0
1
0
1
0
1
0
1
2)2(
3.1
2
0
1
)1(
2.11.1
0
11
1
cos21
2
1
T
T
T
T
T
T
T
T
T
T
T
T
p
eaeC
e
T
T
ae
eCeC
aT
TK
jF
, (9)
где
0
1
0
1
1.1 cossin
T
T
aa
T
T
aC ;
0
1
0
1
2.1 )1(cos)1(sin
T
T
aa
T
T
aC ;
0
1
0
1
3.1 cossin
T
T
aa
T
T
aC ;
0
1
0
1
0
1
0
1
0
1
0
1
2)1(
3.2
2
0
1
2.21.2
0
11
2
cos21
2
1
T
T
T
T
T
T
T
T
T
T
T
T
p
eaeC
e
T
T
ae
eCeC
aT
TK
F
, (10)
где
0
1
0
1
1.2 cossin
T
T
aa
T
T
aC ;
0
1
0
1
2.2 cossin
T
T
aa
T
T
aC ;
0
1
0
1
3.2 )1(cos)1(sin
T
T
aa
T
T
aC .
На рис. 3, 4 приведены результаты расчета фак-
торов пульсаций для разных значений регулируемого
параметра γ, коэффициента демпфирования ξ и частот
мешающих гармоник.
Из полученных зависимостей следует, что в от-
личие от системы с односторонней широтно-
импульсной модуляцией в системе с двухсторонней
широтно-импульсной модуляцией наблюдается эф-
фект самокомпенсации действия факторов пульсаций.
Наблюдается слабая зависимость факторов пульсаций
от коэффициента демпфирования. Объясняется это
тем, что частоты, влияющие на величины факторов
пульсаций лежат за пределами полосы пропускания
селективного звена.
Рис. 3. Результаты расчета факторов пульсаций для разных
значений частоты мешающей гармоники f
Рис. 4. Результаты расчета факторов пульсаций для разных
значений коэффициента демпфирования ξ
Амплитудно-частотная характеристика селек-
тивного звена G(p) в области высших частот имеет
наклон –20дБ/дек. Это дает предпосылку для аппрок-
симации звена G(p) апериодическим звеном,
1
1
)(
pT
pH
e
, (11)
имеющим одинаковый с G(p) коэффициент передачи
на частоте широтно-импульсной модуляции.
Постоянная времени апериодического звена оп-
ределяется как
2
4
2
2
2
2
2
2
2
4
1)21(21
q
PWM
q
PWM
q
PWM
e
f
f
f
f
f
f
T
, (12)
где fPWM – частота широтно-импульсной модуляции;
fq – частота q-й мешающей гармоники.
ISSN 2074-272X. Електротехніка і Електромеханіка. 2018. №4 27
В этом случае выражения для факторов пульса-
ций принимают вид [6]:
e
ee
T
T
T
T
T
T
e
p
e
ee
T
TK
F
1
11
1
)1(
2
1
11
1
; (13)
e
ee
T
T
T
T
T
T
e
p
e
ee
T
TK
F
1
11
1
2
1
11
2
. (14)
На рис. 5 приведены графические зависимости,
характеризующие изменения фактора пульсации в
функции регулируемого параметра γ, рассчитанные
по формулам (13) и (14)
Рис. 5. Зависимости величин факторов пульсаций от γ
Выводы.
Впервые получены выражения для определения
факторов пульсаций САР мешающих гармоник полу-
проводникового преобразователя с двухсторонней
ШИМ для разных значений коэффициента демпфиро-
вания и регулируемого параметра.
Установлено, что в рассматриваемой САР полу-
проводникового преобразователя с двухсторонней
ШИМ происходит самокомпенсация действия факто-
ров пульсаций.
В результате исследования электромагнитных
процессов в САР полупроводникового преобразова-
теля выявлена возможность подавления мешающих
гармоник без вмешательства в его силовую часть. Это
является особенно важным при техническом обслу-
живании выпрямительной установки тяговой под-
станции.
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ
1. Richter J., Doppelbauer M. Control and mitigation of cur-
rent harmonics in inverter-fed permanent magnet synchronous
machines with non-linear magnetics // IET Power Electronics. –
2016. – vol.9. – no.10. – pp. 2019-2026. doi: 10.1049/iet-
pel.2015.0977.
2. Ghanizadeh R., Ebadian M., Gharehpetian G.B. Non-linear
load sharing and voltage harmonics compensation in islanded
microgrids with converter interfaced units // International Trans-
actions on Electrical Energy Systems. – 2016. – vol.27. – no.1. –
p. e2237. doi: 10.1002/etep.2237.
3. Панченко В.В. Гармонический состав выходного на-
пряжения выпрямительного агрегата с широтно-
регулируемым вольтодобавочным преобразователем //
Інформаційно-керуючі системи на залізничному транспор-
ті. – 2015. – №4. – С. 71-78.
4. Кузнецов Б.И., Никитина Т.Б., Татарченко М.О., Хомен-
ко В.В. Многокритериальный синтез анизотропийных регу-
ляторов многомассовых электромеханических систем //
Технічна електродинаміка. – 2014. – №4. – С. 105-107.
5. Sozański K. Three phase active power filter with selec-
tive harmonics elimination // Archives of Electrical Engi-
neering. – 2016. – vol.65. – no.1. – pp. 33-44. doi:
10.1515/aee-2016-0003.
6. Huang J., Shi H. Suppression of the Peak Harmonics from
Loads by Using a Variable Capacitance Filter in Low-Voltage
DC/DC Converters // IEEE Transactions on Electromagnetic
Compatibility. – 2016. – vol.58. – no.4. – pp. 1217-1227. doi:
10.1109/temc.2016.2552230.
7. Coillot C., Nativel E., Zanca M., Goze-Bac C. The magnetic
field homogeneity of coils by means of the space harmonics
suppression of the current density distribution // Journal of Sen-
sors and Sensor Systems. – 2016. – vol.5. – no.2. – pp. 401-408.
doi: 10.5194/jsss-5-401-2016.
8. Щербак Я.В., Ивакина Е.Я., Панченко В.В. Фактор
пульсаций системы автоматического регулирования с двух-
сторонней широтно-импульсной модуляцией // Збірник
наукових праць Українського державного університету залі-
зничного транспорту. – 2015. – №153. – С. 113-120. doi:
10.18664/1994-7852.153.2015.64336.
9. Панченко В.В. Динамічні властивості системи «випрям-
ляч з вольтододавальним перетворювачем – навантаження»
// Східно-Європейський журнал передових технологій. –
2013. – Т.4. – №8(64). – С. 14-17.
REFERENCES
1. Richter J., Doppelbauer M. Control and mitigation of cur-
rent harmonics in inverter-fed permanent magnet synchronous
machines with non-linear magnetics. IET Power Electronics,
2016, vol.9, no.10, pp. 2019-2026. doi: 10.1049/iet-
pel.2015.0977.
2. Ghanizadeh R., Ebadian M., Gharehpetian G.B. Non-linear
load sharing and voltage harmonics compensation in islanded
microgrids with converter interfaced units. International Trans-
actions on Electrical Energy Systems, 2016, vol.27, no.1, p.
e2237. doi: 10.1002/etep.2237.
3. Panchenko V.V. The harmonic composition of the output
voltage of a rectifier unit with a PWM voltage booster converter.
Information and control systems at railway transport, 2015,
no.4, pp. 71-78. (Rus).
4. Kuznetsov B.I., Nikitina T.B., Tatarchenko M.O.,
Khomenko V.V. Multicriterion anisotropic regulators synthesis
by multimass electromechanical systems. Technical electrody-
namics, 2014, no.4, pp. 105-107. (Rus).
5. Sozański K. Three phase active power filter with selec-
tive harmonics elimination. Archives of Electrical Engineer-
ing, 2016, vol.65, no.1, pp. 33-44. doi: 10.1515/aee-2016-
0003.
6. Huang J., Shi H. Suppression of the Peak Harmonics from
Loads by Using a Variable Capacitance Filter in Low-Voltage
DC/DC Converters. IEEE Transactions on Electromagnetic
Compatibility, 2016, vol.58, no.4, pp. 1217-1227. doi:
10.1109/temc.2016.2552230.
7. Coillot C., Nativel E., Zanca M., Goze-Bac C. The magnetic
field homogeneity of coils by means of the space harmonics
suppression of the current density distribution. Journal of Sen-
sors and Sensor Systems, 2016, vol.5, no.2, pp. 401-408. doi:
10.5194/jsss-5-401-2016.
8. Scherbak Y.V., Ivakina K.Y., Panchenko V.V. Factor pulsa-
tions automatic regulation with two-way pulse width modula-
tion. Collected scientific works of Ukrainian State University of
Railway Transport, 2015, no.153, pp. 113-120. (Rus). doi:
10.18664/1994-7852.153.2015.64336.
28 ISSN 2074-272X. Електротехніка і Електромеханіка. 2018. №4
9. Panchenko V.V. Dynamic properties of system «rectifier
with buck converter – load». Eastern-European Journal of En-
terprise Technologies, 2013, vol.4, no.8(64), pp. 14-17. (Ukr).
Поступила (received) 12.04.2018
Панченко Владислав Вадимович1, к.т.н., доц.,
Маслий Артем Сергеевич1, к.т.н., доц.,
Помазан Даниил Павлович1, аспирант,
Буряковский Сергей Геннадьевич2, д.т.н., директор,
1 Украинский государственный университет
железнодорожного транспорта,
61050, Харьков, пл. Фейербаха, 7,
е-mail: vlad_panchenko@ukr.net, a.masliy@ukr.net,
danil.pomazan@ukr.net
2 НИПКИ «Молния»
Национальный технический университет
«Харьковский политехнический институт»,
61002, Харьков, ул. Кирпичева, 2,
e-mail: sergbyr@i.ua
V.V. Panchenko1, A.S. Maslii1, D.P. Pomazan1,
S.G. Buriakovskyi2
1 Ukrainian State University of Railway Transport,
7, Feierbakh Square, Kharkiv, 61050, Ukraine.
2 Scientific-&-Research Planning-&-Design Institute «Molniya»,
National Technical University «Kharkiv Polytechnic Institute»,
2, Kyrpychova Str., Kharkiv, 61002, Ukraine.
Determination of pulsation factors of the system of
suppression of interfering harmonics of a semiconductor
converter.
Purpose. The purpose of the paper is to define the pulsation
factors of a closed-loop automatic control system (ACS) of
interfering harmonics containing a semiconductor converter
with double-sided pulse-width modulation (PWM), as well as
confirmation of theoretical assumptions about possibilities of
self-compensation of pulsation factors’ influence in the system
with double-sided PWM. Methodology. The research was con-
ducted with the usage of classic electric circuit theory, fre-
quency analysis methods, generalized function theory. Results.
The obtained expressions mathematically relate pulsation
factors, value of the damping coefficient and manipulative
variable for different frequencies of interfering harmonics in
the system with double-sided PWM. The research concerned
harmonics with frequencies 100, 300, 600, 900 and 1200 Hz as
the most significant constituents of the output voltage of a 12-
pulse semiconductor converter. The obtained expressions al-
low taking into account settings of the selective link and its
approximation on the level of supreme frequencies with aperi-
odic link. Originality. The research has experimentally proved
theoretical assumptions about self-compensation of pulsation
factors in the system with double-sided PWM. It has been
shown that the damping coefficient has a low-impact influence
on the values of pulsation factors. It is caused by the pass
band of the selective link, which is included in the closed-loop
control system of harmonics regulation. Practical value. Ap-
plication of the research results can contribute to the devel-
opment of the closed-loop control system for effective attenua-
tion of interfering harmonics in direct current contact wire
without interfering in the power part of the semiconductor
converter. Besides the possibility to regulate output voltage, it
will also help to solve the problem of electromagnetic com-
patibility of a traction substation semiconductor converter
with contact wire. The application of the developed closed-
loop control system will as well provide for decreasing the size
of the filter in the direct current traction substation unit.
References 9, figures 5.
Key words: pulsation factor, interfering harmonic, automatic
control system, double-sided pulse-width modulation, semi-
conductor converter.
|