减少谐波和穿越调速驱动器在对称电压凹陷

s s Deswal博士¹Rajveer米塔尔博士²l·p·辛格³,Jitender泡沫³

院长(学会)&副教授,EEE称,王公Agrasen理工学院,罗西尼,印度德里
头&副教授,EEE称,王公Agrasen理工学院,罗西尼,印度德里
助理教授,EEE称,王公Agrasen理工学院,罗西尼,印度德里

文摘

需求越来越高质量、可靠的电力和越来越多的扭曲载荷可能导致电能质量由顾客意识的加强和公用事业。今天最常见的电能质量问题是电压凹陷、谐波失真和低功率因数。的重要性之间的权衡,效率,成本的大小,任何电压凹陷度过系统是选择最好的拓扑结构的核心。此外,选择最好的拓扑对于任何给系统取决于自然中断。例如,如果主要中断事件是电压凹陷;不是完全中断,度过系统先进的硬件修改ASD的类别是首选。反之亦然,如果占主导地位的事件是一个完整的停机,ASD的度过机制能源存储设备类别是最好的为了维持度过很长时间。摘要电压凹陷度过的ASD的先进的硬件修改类别将调查。该系统利用提高转换器以及超级电容器作为储能装置在对称电压补偿直流环节电压凹陷状态。刺激激活转换为补偿直流环节的参考电压之间的差异和实际的电压一旦接收到信号的电压凹陷检测系统。 An additional advantage of using boost converter is its ability to improve the shape of the supply currents waveforms during the steady state normal operation. Thus lower total harmonic distortion (THD) can be obtained. Based on the designed topology, simulation model in MATLAB 7.5 (Sim Power Block set) has been developed for voltage unbalance conditions with supercapacitor as an energy storage device. The designed control technique is modeled, simulated and successfully implemented in the laboratory. The extensive simulation results are provided to validate the proposed system.

关键字

电力质量、谐波、调速驱动器,超级电容器,。

介绍

电能质量问题发生非标准电压,电流和频率。电能质量对顾客有严重的经济影响,公用事业和电气设备制造商。现代化和自动化行业涉及越来越多地使用电脑,微处理器和电力电子系统,如调速驱动器。[1 - 2]

非常规代集成技术,如燃料电池、风力发电机和光伏与公用电网常常需要电力电子inter-faces。电力电子系统也导致电能质量问题(谐波生成)。电子设备的干扰非常敏感,变得不那么宽容的电能质量问题,如电压凹陷,膨胀和谐波。电压下降被认为是最严重的骚乱之一的工业设备。在一个负载电压支持可以通过无功功率注入负载共同耦合点的。由于谐波发生系统中电机和加热造成损失。(3 - 5)

在现代电力系统中,由于非线性负载的增加,电能质量已成为一个伟大的关注。非线性负载,1987年只有15%的总负荷,增加到2000年的50% [6 - 7]。在商业行业,主要生产线需要高质量的电力,因为它由几种耦合的汽车一起工作同时精确的速度。这些电能质量扰动导致了在不同的工作站,需要很长时间来清洁机械和恢复生产。(8 - 9)

瞬变电压的变化是由雷击引起的,开关的电线和电容器银行系统故障,大型汽车企业。因此,一个良好的电能质量监测系统是至关重要的商业行业为了降低停机时间,提高效率。虽然电动驱动电压畸变敏感,他们也当前谐波产生的主要来源之一,电能质量问题[9]。电动驱动画非正弦电流的电力系统(10、11)。阻抗的谐波电流通过电力系统产生非线性电压下降,导致电压畸变。在谐波的存在,负载损耗、涡流损耗和其他杂散损失增加。可能出现的问题包括变压器过热,电动机故障、保险丝吹,电容器故障和错误操作控制[12]。

飞被定义为剩余的RMS值波形基本时删除。一个完美的正弦波是100%,最根本的是系统频率为50或60赫兹。谐波失真是由于引入波形在繁殖的基本频率即:第3谐波是3 x的基本频率/ 150 hz。总谐波失真的测量值之和的波形失真。谐波失真是由高使用非线性负载引起的设备如电脑电源、电子镇流器、紧凑型荧光灯和变速驱动器等,创建高电流与谐波频率成分。大多数电路元素的限制评级是由可以消散的热量避免经济过热的母线,断路器,变压器绕组或中性导体,发电机发电机。(13 - 20)

今天,没有明确产品标准管理谐波。IEEE 519 - 1992,建议实践和谐波控制在电力系统中,要求讨论谐波缓解时经常被引用。然而,这个标准是发达国家应对电力输电线路和电网的谐波问题。IEEE 519 - 1992是一个系统的标准不能有效地应用于单个产品。[21]

提出度过拓扑

本节的目的是调查ASD的性能在三相对称和不对称故障导致在PCC平衡和不平衡的电压凹陷。提出拓扑设计通过使用超级电容器作为储能设备和提高转换器在直流环节作为替代ASD的度过。

ASD的各种故障条件下的性能,使用MATLAB仿真软件模拟电力系统块设置工具箱。功能块图是图1所示。

一个三相电源总线可编程电压源提要通过系列PCC阻抗(作为0.1欧姆的电阻假设线很小的长度)。两个独立的喂食器连接在这个PCC公交;一个提要ASD的,另一个是连接到负载。负载馈线的故障创建研究电压凹陷的影响在ASD的连接在同一PCC。分路阻抗方法用于生成电压凹陷[22]。故障时的故障电流流经阻抗导致电压降,在PCC造成电压跌落。

BUCK-BOOST电源转换器的控制

直流-直流转换器控制方法有两种:分别为电压控制模式和电流模式控制。直流-直流巴克提高转换器的电流模式控制一直在使用该技术。它包含twoloop系统。添加一个附加的内部电流环电压回路。当前循环监控电感电流和比较它与参考价值。的参考价值产生的感应电流电压回路。

驱动buck-boost转换器的主要原则的倾向是一个电感抵抗电流的变化。当被指控它充当负载和吸收能量,放电时,它作为一种能源。在放电阶段产生的电压与电流的变化率,而不是原来的充电电压,从而使不同的输入和输出电压。

结果与讨论

使用三相对称故障是断块中所有的三相接地小断层0.001欧姆的电阻28周期导致对称电压凹陷的60%。的模拟进行了三相电压源的痕迹(Va、Vb, Vc),三相源电流(请愿,IbL IcL),电磁转矩(Tem),转子转速(Nr),直流环节电压(直流),q-axis (Vsq)和d-axis (Vsd)电动机定子电压,电动机定子电流(Isa,形成自己的特色,Isc)分别和总谐波失真(THD)使用FFT分析在MATLAB 7.5使用仿真软件模型,如图2所示。

仿真结果,有或没有提供度过一个自闭症在对称故障是图3所示图30。

结论

拟议中的拓扑结构能够提供骑——通过在对称和不对称电压凹陷和降低总谐波失真(THD)。该拓扑的有效性已经基于MATLAB仿真验证了该方法的结果。从这些结果很明显,超级电容器的动态响应是足够快的响应负载瞬态需求,避免各种电能质量扰动的影响调速驱动器。boost变换器以及超级电容器作为储能设备维护直流环节电压从而降低了输入涌流。本文的重点是,超级电容器作为储能设备可能在对称故障状态,以免麻烦跳闸的ASD的同时降低总谐波失真(THD)。另外,可以建立功率因数校正

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