Дослідження розподілу гармонічних компонентів потужності в силовій схемі динамічного відновлювача напруги

Abstract

UK: Мета роботи.Дослідження розподілу гармонічних компонентів потужності в силовій схемі динамічного відновлювача напруги. Методи дослідження. На підставі диференційних рівнянь кіл силової схеми динамічного відновлювача виконано пошук зв'язку параметрів режиму з параметрами елементів схеми. На основі отриманих виразів використовуючи методи математичного моделювання в середовищі візуального програмування створено модель динамічного відновлювача напруги. Отримані результати. Отримані рівняння, які відбивають зв'язок параметрів режимудинамічного відновлювача напруги з параметрами елементів схеми. В результаті моделювання режиму з різним гармонійним складом струму та напруги виявлені особливості розподілу компонентів миттєвої потужності. Наукова новизна. Встановлено, що наявність різних гармонік струму та напруги, які діють в трансформаторі динамічного відновлювача, викликає додаткові гармоніки потужності, які трансформуються в обмотках. Відмічено, що низькочастотні гармоніки потужності LC-фільтра домінують на конденсаторі, який паралельно підключений до обмотки трансформатора, в той же час рівень високочастотних складових, зумовлених ШІМ-модуляцією, для конденсатора і дроселя фільтра відрізняються незначно. Компонента потужності нульової частоти накопичуючого конденсатора відповідає потроєній комопоненті потужності нульової частоти на виході преретворювача, що зумовлено його роботою на три фази. Це не можна повсюдити на другу та третю гармоніки потужностей перетворювача та конденсатора, в останньому ці складові відсутні, що зумовлено енергообмінними процесами між фазами перетворювача. Практична цінність. За допомогою отриманих виразів сформульовано принцип визначення параметрів елементів силової схеми динамічного відновлювача напруги, зокрема накопичувальних елементів. EN: Purpose. Investigation of the distribution of harmonic power components in the power circuit of a dynamic voltage restorer. Methodology. On the basis of the differential equations of the power circuit of a dynamic restorer, a search for the relationship between the mode parameters and the parameters of the circuit elements is performed. On the basis of the obtained expressions, a model of a dynamic voltage regulator was created using the methods of mathematical modeling in the visual programming environment. Findings. The equations that reflect the relationship between the mode parameters of a dynamic voltage restorer and the parameters of circuit elements are obtained. As a result of modeling the mode with different harmonic composition of current and voltage, the following features of the distribution of instantaneous power components are revealed. Originality. It has been established that the presence of different current and voltage harmonics acting in the transformer of a dynamic restorer causes additional power harmonics that are transformed in the windings. It is noted that the low-frequency power harmonics of the LC filter dominate on the capacitor, which is connected in parallel to the transformer winding, while the level of high-frequency components caused by PWM modulation for the capacitor and the filter choke differ slightly. The zero-frequency power component of the storage capacitor corresponds to a tripled zero-time power component at the output of the converter, which is due to its operation in three phases. This cannot be extended to the second and third harmonics of the powers of the converter and the capacitor; these components are absent in the latter, which is due to energy exchange processes between the phases of the converter. Practical value. Using the obtained expressions, the principle of determining the parameters of the elements of the power circuit of a dynamic voltage restorer, in particular, the storage elements, is formulated.