Аспірантка Конащук В.В.

Запорізька державна інженерна академія, Україна

Модель багатоканального перетворювача частоти для безмультиплікаторної ВЕУ

Сьогодні в Україні все більша увага приділяється розвиткові енергетики на основі поновлюваних і невичерпних джерел енергії. Стрімкий розвиток вітроенергетики потребує більш сучасного технічного забезпечення, так використання перетворювачів частоти дозволяє попередити стрибки напруги та забезпечити подання до мережі більш якісної напруги, а вдосконалення систем управління перетворювачами дає можливість попередити аварії, які можуть вивести з ладу весь вітроагрегат.

Розробка комп’ютерної моделі перетворювача частоти дозволяє змоделювати електромагнітні процеси у перетворювачі та його складових. На моделі також можливо створити аварійні режими, побачити процес та наслідки аварії, що у подальшому забезпечить вдосконалення та захисні заходи від аварійних режимів.

Рис. 1. - Структурна схема перетворювача

Перетворювач, що досліджується живиться від трьох синхронних генераторів та складається з трьох трифазних мостових випрямлячів, трьох імпульсних перетворювачів постійної напруги (ІППН) на випадок зменшення напруги генераторів при короткочасному зменшенні вітру, та двох багаторівневих трифазних інверторів, які забезпечують потрібний гармонійний склад вихідної напруги. Напруга з лопатей ВЕУ поступає на генератори, випрямляється у випрямлячі та поступає на ІППН. З ІППН напруга йде на два багаторівневі трифазні інвертори. На рис. 1 зображена структурна схема перетворювача [1].

Рис. 2 – Комп’ютерна модель перетворювача частоти.

Моделювання процесів в перетворювачі частоти виконано у програмі МС9 [2]. Програма схемо-технічного аналізу Micro-Cap 9 представляє широкі можливості для аналізу силових перетворювальних систем. Модель сформована з двох складових. Одна складова – це модель з трьох випрямлячів і трьох ІППН підвищуючого типу, які з’єднані паралельно, для узгодження струмів використані допоміжні індуктивності, отримана потрібна напруга на вході – 660В, та на виході ІППН – 930В. Друга складова – це модель трирівневого мостового інвертора, отримана східчаста напруга – 660В. Для живлення схеми використовується джерело синусоїдальної напруги. При об’єднанні цих двох моделей, за допомогою аналогової системи керування транзисторами отримана вихідна напруга перетворювача приблизно 1200В, показана на рисунку 3.

Риc. 3 – Вихідна напруга перетворювача при активному навантажені.

Розроблена комп’ютерна модель дозволяє змоделювати електромагнітні процеси у перетворювачі частоти для ВЕУ, а також змоделювати різні аварійні ситуації.

Література:

1. Андриенко П.Д. Реализация автономного режима работы ветроэлектрической установки типа ТГ-1000 / П. Д. Андриенко, В.С. Кражан, И.Ю. Немудрый // Вісник нац. тех. ун-ту ХПІ. – 2010. – №28. – С. 343.

2. Амелина М.А., Амелин С.А. Программа схемотехнического моделирования Micro-Cap. Версии 9, 10. Смоленск, Смоленский филиал НИУ МЭИ, 2012. – 617 с., .ил..