Корректор коэффициента мощности с адаптивным цифровым управлением по пиковому току

Цифрові системи керування все частіше застосовуються у силовій електроніці, що обумовлено рядом переваг цифрового керування над аналоговим. У даній статті представлений коректор коефіцієнта потужності з адаптивним цифровим керуванням по піковому струму. Описано принцип керування по піковому струму та вказані переваги і недоліки даного методу. Наведена схема коректора з адаптивним цифровим керуванням. Проведене комп’ютерне моделювання підтвердило працездатність розробленого коректора.Digital control systems are increasingly used in power electronics due to the whole number of advantages of digital control over analog. Power factor corrector with adaptive digital peak current mode control is presented in this article. The principle of peak current mode control is described. The advantages and disadvantages of this mode are listed. The scheme of the corrector with adaptive digital control is depicted. Conducted computer simulation confirmed the validity of the designed corrector.Цифровые системы управления все чаще применяются в силовой электронике, что обусловлено рядом преимуществ цифрового управления над аналоговым. В данной статье представлен корректор коэффициента мощности с адаптивным цифровым управлением по пиковому току. Описан принцип управления по пиковому току и указаны преимущества и недостатки данного метода. Представлена схема корректора с адаптивным цифровым управлением. Проведенное компьютерное моделирование подтвердило работоспособность разработанного корректора

Исследование энергетических характеристик высокочастотных корректоров коэффициента мощности

У даній статті проведено дослідження енергетичних характеристик активних високочастотних коректорів коефіцієнта потужності для трьох методів керування (граничного керування, керування по піковому струму та по середньому струму). У середовищі MATLAB/Simulink були розроблені відповідні моделі для кожного методу керування. Досліджені енергетичні показники коректорів коефіцієнта потужності при роботі на номінальне навантаження, при зменшеному та при збільшеному опорі навантаження. Для методів керування по піковому та по середньому струму використано два значення частоти комутації – 50 кГц та 100 кГц.In this paper the investigation of the energy characteristics of the active high-frequency power factor correctors for three control methods (borderline control, peak current control and average current control) is made. In MATLAB/Simulink environment models corresponding to each method of control were developed. Power factor correctors’ energy performance under the nominal load condition, under reduced and increased load resistance was researched. For the peak and average current control methods two values of a switching frequency were used – 50 kHz and 100 kHz.В данной статье проведено исследование энергетических характеристик активных высокочастотных корректоров коэффициента мощности для трех методов управления (граничного управления, управления по пиковому току и по среднему току). В среде MATLAB/Simulink были разработаны соответствующие модели для каждого метода управления. Исследованы энергетические показатели корректоров коэффициента мощности при работе на номинальную нагрузку, при уменьшенном и при увеличенном сопротивлении нагрузки. Для методов управления по пиковому и по среднему току использовано два значения частоты коммутации – 50 кГц и 100 кГц

Методы коррекции коэффициента мощности

У даній статті показана можливість виникнення проблем електромагнітної сумісності при роботі різного устаткування та обґрунтована необхідність використання коректорів коефіцієнта потужності для зменшення негативного впливу споживачів електроенергії на живлячу мережу. Розглянуто основні методи корекції коефіцієнта потужності. Проведено порівняння методів керування високочастотними пристроями корекції коефіцієнта потужності, для кожного методу приведена функціональна електрична схема. Вказані переваги цифрових систем керування над аналоговими. Зроблено прогноз про можливий у майбутньому перехід до цифрових систем корекції коефіцієнта потужності.This paper shows the possibility of electromagnetic compatibility problems when using different equipment and justifies the necessity of usage of power factor correctors to reduce the negative impact on mains by electricity consumers. The basic methods of correcting the power factor are considered. Comparison of the methods of control for high-frequency power factor correction devices is carried out, for each method the functional electrical scheme is shown. The advantages of digital control systems over analog are specified. The forecast of a possible future transition to digital power factor correction systems is made.В данной статье показана возможность возникновения проблем электромагнитной совместимости при работе различного оборудования и обоснована необходимость использования корректоров коэффициента мощности для уменьшения негативного влияния потребителей электроэнергии на питающую сеть. Рассмотрены основные методы коррекции коэффициента мощности. Проведено сравнение методов управления высокочастотными устройствами коррекции коэффициента мощности, для каждого метода приведена функциональная электрическая схема. Указаны преимущества цифровых систем управления над аналоговыми. Сделан прогноз о возможном в будущем переходе к цифровым системам коррекции коэффициента мощности

Тепловое моделирование силовых полупроводниковых устройств

В даній статті висвітлені перспективні методи електротеплового моделювання за допомогою створення еквівалентної схеми, побудови моделей в системі Simulink та поєднання пакетного середовища Matlab з програмою, написаною мовою С++ для більш складних циклів та обчислень. За допомогою даного поєднання можна розрахувати електротеплові режими будь-якого силового перетворювального пристрою з відсутністю недоліків теоретичних методів та методів графічного моделювання, а саме: одностороннє проектування, яке необхідно перебудовувати для кожного пристрою з нуля, складність схеми, синтезу та оптимізації даних моделей.Creation of the equivalent scheme and model in Simulink with association the package Matlab with the C++ written application for more difficult cycles and calculations, perspective methods of electrothermal modeling are showed. With using of this association, it is possible to calculate the electrothermal modes of any power converter without weaknesses of theoretical and graphic modelling methods such as non-general design of model, which needs reconstruction for each device fresh, complexity of the circuit, synthesis and model optimizations complexity.В данной статье освещены перспективные методы электротеплового моделирования с помощью составления эквивалентной схемы, построением модели в системе Simulink и объединением пакетной среды Matlab с программой, написанной на языке С++ для более сложных циклов и вычислений, показаны перспективные методы электротеплового моделирования. С помощью данного объединения можно рассчитать электротепловые режимы любого силового преобразователя с отсутствием недостатков теоретических методов и методов графического моделирования таких, как: одностороннее проектирование, которое необходимо перестраивать для каждого устройства с нуля, сложность схемы, синтеза и оптимизации данных моделей

Уменьшение динамических потерь в инверторах квазисинусоидального напряжения с помощью регулирования кратности модуляции выходного напряжения

Проаналізовано джерела втрат в інверторах синусоїдальної напруги. Запропоновано методику зменшення динамічних втрат за допомогою зміни кратності модуляції напруги із забезпеченням необхідного значення коефіцієнту гармонік. Розраховано підвищення коефіцієнту корисної дії перетворювача за умови реалізації методики.Improving the energy efficiency of inverters possible to achieve by reducing dynamic losses, due to the reduction of modulation multiplicity relative to the current values of the total harmonic distortion coefficient. From obtained relations possible in analytical form express modulation multiplicity for specific values of the inverter parameters and total harmonic distortion coefficient.Повышение энергоэффективности инверторов возможно достичь путем уменьшения динамических потерь, за счет сокращения кратности модуляции относительно текущего значения коэффициента гармоник. С полученных соотношений возможно в аналитическом виде выразить кратность модуляции для определенного значения коэффициента гармоник и параметров инвертора

Особенности поиска точки максимальной мощности солнечной батареи при использовании согласующего импульсного регулятора

Розглянуто особливості пошуку точки максимальної потужності (ТМП) сонячної батареї (СБ) при її роботі на узгоджувальний імпульсний регулятор (ІР). Проаналізовано вплив пульсації вхідного струму ІР на кількість енергії, що може бути отримана від СБ. Враховуючи, що при роботі на ІР робоча точка СБ коливається відносно ТМП, запропоновано в таких випадках вести пошук не ТМП, а зони максимальної потужності (ЗМП) СБ. Сформульовано умову перебування СБ в ЗМП.Features of finding a maximum power point of a solar battery on basis a matching pulse converter are described. The impact of the input current pulsation of the matching converter on the energy amount of the solar battery is analyzed. Taking to account the shifting an operating point of the solar battery caused the pulse converter, search a maximum power zone instead a maximum power point is proposed. A condition of maximum power zone is formulated.Рассмотрено особенности поиска точки максимальной мощности (ТММ) солнечной батареи (СБ) при ее роботе на согласующий импульсный регулятор (ИР). Проанализировано влияние пульсации входного тока ИР на количество энергии, которая может получена от СБ. Учитывая, что при работе на ИР рабочая точка СБ колеблется относительно ТММ, предложено в таких случаях проводить поиск не ТММ, а зоны максимальной мощности (ЗММ) СБ. Сформулировано условие нахождения СБ в ЗММ

Применение динамической электро - стоимостной модели для исследования изменения экономических и электротехнических параметров генерирующей системы

Формування вартості електроенергії у локальних енергогенеруючих системах Microgrid повинне базуватись на динамічних моделях, що правильно включатимуть принципово динамічний характер регулювання потужності системи і можливість гнучкої зміни економічних параметрів генеруючої системи. Актуальним завданням є створення динамічної математичної моделі системи «виробник - споживач» електроенергії, що має поєднувати, з одного боку, енергетичні показники генеруючої системи, а з іншого - економічні показники замкненої макроекономічної системи. У статті розглянуто приклад ізольованої системи, що складається із дизельного генератора та споживача. Отримана у результаті модель дозволяє досліджувати вплив макроекономічних параметрів ізольованої системи на зміну вартісних показників економічної системи при зміні рівня потужності, враховуючи наявність перехідних процесів у генераторі.Formation of the cost of electricity in the local power generating systems of Microgrid should be based on dynamic models that properly take into account the fundamental nature of the dynamic power control system, and enable for flexible changes in economic parameters of the generating system. An urgent task is to create a dynamic mathematical model of the "producer - consumer" system of electricity, which should combine, on the one hand, the energy performance of the generating system, and on the other - economic indicators of macroeconomic closed system. The article describes an example of an isolated system consisting of a diesel generator and the consumer. The resulting model allows to investigate the impact of macro-economic parameters of an isolated system to change the value indicators of the economic system when changing the power level, given the presence of transients in the generator.Формирование стоимости электроэнергии в локальных энергогенерирующих системах Microgrid должно базироваться на динамических моделях, которые правильно учитывают принципиально динамичный характер регулирования мощности системы и дают возможность гибкого изменения экономических параметров генерирующей системы. Актуальной задачей является создание динамической математической модели системы «производитель - потребитель» электроэнергии, которая должна сочетать, с одной стороны, энергетические показатели генерирующей системы, а с другой - экономические показатели замкнутой макроэкономической системы. В статье рассмотрен пример изолированной системы, состоящей из дизель-генератора и потребителя. Полученная в результате модель позволяет исследовать влияние макроэкономических параметров изолированной системы на изменение стоимостных показателей экономической системы при изменении уровня мощности, учитывая наличие переходных процессов в генераторе

Особенности поиска точки максимальной мощности солнечной батареи методами холостого хода и короткого замыкания

Проаналізовано основні методи пошуку точки максимальної потужності сонячної батареї. Показано, що найпростішими і достатньо ефективними є методи короткого замикання і холостого ходу. Основним їх недоліком є зменшення вихідної потужності сонячної батареї, що викликано відносно широким діапазоном можливого знаходження точки максимальної потужності як за струмом, так і за напругою при зміні зовнішніх умов (потужності сонячного випромінювання, температури), а також опору зовнішніх втрат сонячної батареї. Проаналізовано вплив зазначених факторів на положення точки максимальної потужності і дано рекомендації щодо їх врахування при виборі положення точки максимальної потужності. Показано, що при використанні імпульсних регуляторів для узгодження сонячної батареї з навантаженням, робочу точку сонячної батареї доцільно вибирати лівіше від точки максимальної потужності.General methods maximum power point of solar battery are analyzed. In article are shown, that methods open and short circuits are simplest and sufficiently effective. Main disadvantage of these method is relatively wide bias range by current and voltage, when outside factors (power of solar radiation, temperate) and outside resistance power loses are changing. Influence mentioned factors to position maximum power point are analyzed and recommendation of taking to account these factors to maximum power point choose are given. When for agreement solar battery and load impulse convertors are used, work point of solar battery expediencelly choose left from maximum power point.Проанализировано основные методы поиска точки максимальной мощности солнечной батареи. Показано, что простейшими и достаточно эффективными являются методы короткого замыкания и холостого хода. Их основной недостаток - относительно широкий диапазон смещения точки максимальной мощности как по току, так и по напряжению при изменении внешних условий (мощности солнечного излучения, температуры), а также сопротивления внешних потерь солнечной батареи. Проанализировано влияние указанных факторов на положение точки максимальной мощности и дано рекомендации об их учете при выборе положения точки максимальной мощности. Показано, что при использовании импульсных регуляторов для согласования солнечной батареи с нагрузкой, рабочую точку солнечной батареи целесообразно выбирать левее от точки максимальной мощности

Расчет интегральных показателей модулированных сигналов на основании двойного ряда Фурье

На основі відомих аналітичних виразів значень гармонік модульованих сигналів, отриманих з використанням подвійного ряду Фур’є, проаналізовано структуру спектру сигналів з широтно-імпульсною модуляцією. Отримано співвідношення на основі яких можливо розраховувати інтегральні показники сигналів: діюче значення і коефіцієнт гармонік у згорнутій формі та з використанням мінімального обсягу математичних операцій.Based on the known analytical expressions modulated signals harmonic values, obtained using a double Fourier series, structure of the spectrum of the signal with pulse-width modulation are analyzed. Obtained expressions take opportunity to calculate the integral signal parameters: the RMS value and total harmonic distortion parameters.На основании известных аналитических выражений значений гармоник модулированных сигналов, полученных с использованием двойного ряда Фурье, проанализировано структуру спектра сигналов с широтно-импульсной модуляцией. Получено соотношения, на основании которых возможно рассчитать интегральные показатели сигналов: действующее значение и коэффициент гармоник в свернутой форме и с использованием минимального значения математических операций

Комбинированная система управления параллельным активным фильтром четырехпроводной трехфазной сети

Запропонована проста та ефективна комбінована система управління паралельним активним фільтром (ПАФ) чотирипровідної трифазної мережі, побудована на принципі безпосереднього розрахунку вектора миттєвих значень струмів трифазного джерела, та представлений спосіб її реалізації. Побудована модель фільтра з зазначеною системою управління в програмному середовищі MatLab та проаналізована його робота на нелінійне навантаження при несиметричній незбалансованій напрузі живлення.Simple and efficient control system for shunt active filter for four-phase network was proposed. This system built on the principle of the direct calculation of the instantaneous values of the vector current three-phase power and shows how to implement it. The model constructed with said filter control system in MatLab software environment and analyzed his work on nonlinear load unbalanced voltage.Предложена простая и эффективная комбинированная система управления параллельным активным фильтром четырехпроводной трехфазной сети, построенная на принципе непосредственного расчета вектора мгновенных значений токов трехфазного источника, и представлен способ ее реализации. Построена модель параллельного активного фильтра с указанной системой управления в программной среде MatLab и проанализирована его работа на нелинейные нагрузки при несимметричном несбалансированном напряжении