На сегодняшний день широкое распространение получают различные электротехниче-ские комплексы и системы с использованием устройств силовой электроники. К таким системам можно отнести системы автономного энергоснабжения на базе возобновляемых источников энергии, системы накопления электрической энергии, активные силовые филь-тры и компенсаторы реактивной мощности. Ключевым элементом в составе данных ком-плексов и систем является силовой полупроводниковый преобразователь. Как правило, перечисленные системы преобразования электрической энергии имеют мощность от сотен киловатт до единиц мегаватт. В описываемых системах целесообразно применение высо-ковольтных многоуровневых полупроводниковых преобразователей. Процесс проектиро-вания данных систем обязательно подразумевает расчет и анализ энергетических показате-лей качества преобразования электрической энергии, которые в большей степени определяются структурой и алгоритмом управления полупроводникового преобразователя. Одним из таких показателей является коэффициент полезного действия преобразователя, который показывают относительную долю статических и динамических потерь мощности в полупроводниковых приборах. И, если расчет статических потерь мощности в любых полупроводниковых приборах в настоящее время не вызывает затруднений, то с расчетом динамических потерь мощности дела обстоят иначе. На сегодняшний день существует множество различных методик расчета динамических потерь мощности в силовых полу-проводниковых приборах. Однако есть ряд особенностей, характерных для расчета дина-мических потерь мощности в MOSFET транзисторах в многоуровневых полупроводнико-вых преобразователях. В частности, сложность определения энергии включения и выключения транзистора в многоуровневом преобразователе с векторной ШИМ.В данной работе представлена методика оценки динамических потерь мощности в MOSFET транзисторах полупроводникового преобразователя. Представленная методика основана на методе переключающих функций и ориентирована на преобразователи, управ-ляемые векторными способами ШИМ. Рассмотрен пример расчета динамических потерь мощности в трехфазном трехуровневом преобразователе напряжения. Проведены экспери-ментальные результаты, подтверждающие теоретически полученные результаты.Ключевые слова: динамические потери мощности, КПД, векторная ШИМ, энергия включения/выключения транзистора, многоуровневый полупроводниковый преобразова-тель. DOI: 10.17212/1727DOI: 10.17212/ -2769DOI: 10.17212/ -2017 Введение В настоящее время высокие темпы развития силовой преобразовательной тех-ники стали одним из ключевых факторов широкого распространения силовых полупроводниковых преобразователей в системах преобразования электрической энергии мощностью от сотен киловатт до единиц мегаватт. К таким системам можно отнести системы генерирования на базе возобновляемых источников, Исследование выполнено при финансовой поддержке РФФИ и Правительства Новоси-бирской области в рамках научного проекта № 17-48-543169.

Данная работа посвящена сравнению способов баланса напряжений на конденсаторах в однофазном трехуровневом полупроводниковом преобразователе с фиксирующими диодами при реализации различных видов широтно-импульсной модуляции (ШИМ).Основными видами ШИМ, используемыми в силовых преобразователях, являются век-торная и скалярная, каждая из которых имеет ряд характерных свойств. Особенностью много-уровневых схем преобразователей является возможность разбаланса напряжений на конденса-торах звена постоянного тока (ЗПТ). При этом от вида используемой ШИМ во многом зависит скорость сведения напряжений на конденсаторах преобразователя. Представленная работа ставит перед собой задачу выявить скоростные показатели обеспечения выравнивания напря-жений на конденсаторах ЗПТ однофазного трехуровневого преобразователя при различных видах ШИМ.В работе предложена методика, позволяющая провести сравнение способов баланса напряжения на конденсаторах ЗПТ в однофазном трехуровневом преобразователе. Данная методика предполагает разделение периода выходного напряжения преобразователя при ин-верторной схеме преобразователя или периода питающей сети при выпрямительной схеме преобразователя на интервалы, за время действия которых определяются приращения напря-жений на конденсаторах ЗПТ. В дальнейшем происходит процесс суммирования данных напряжений по интервалам. Скорость баланса напряжений на конденсаторах звена постоянно-го тока определяется величинами приращения напряжений на конденсаторах до необходимого уровня за период времени.В результате были получены скоростные показатели по устранению разбаланса напря-жений на конденсаторах в однофазном трехуровневом преобразователе при различных видах ШИМ.Все теоретические выкладки были проверены математическим моделированием в ПО MathCAD, а также имитационным моделированием в ПО Psim.

* Статья получена 01 июля 2014 г. Работа выполнена в рамках Программы стратегического развития НГТУ, тема «Повышение энергетической эффективности статических компенсаторов неактивной мощности, реализуемых на базе параллельно включенных многоуровневых преобразователей».

No abstract