No abstract

За последние два десятилетия появился новый тип полупроводниковых преобразователей электроэнергиимодульные многоуровневые преобразователи. Данная топология схемотехнически состоит из n-го числа последовательно включенных транзисторно-емкостных модулей и позволяет реализовывать, как выпрямители, так и инверторы напряжения с различным числом уровней и фаз. В настоящее время данные преобразователи нашли широкое применение в системах передачи электроэнергии на высоком напряжении постоянного тока (back-to-back HVDC), производимых компаниями Siemens и ABB, c мощностью порядка 400-2000 МВА. Модульные многоуровневые преобразователи в сравнении с другими типами полупроводниковых преобразователей обладают рядом существенных преимуществ. Наличие большого числа уровней (100 и выше) дает возможность использования относительно низковольтных ключей и реализации низкой частоты коммутации, что обуславливает высокий КПД преобразователя. Заявленный КПД системы передачи электроэнергии системы электроснабжения HVDC с модульными многоуровневыми преобразователями производства Siemens составляет 99,5%. Кроме этого модульные многоуровневые преобразователи имеют повышенную надежность. Это обусловлено тем, что модульные преобразователи могут функционировать даже при условии выхода из строя отдельных транзисторноемкостных модулей. Удобным в производстве является конструктивная модульность и масштабируемость преобразователя. Однако в управлении модульных многоуровневых преобразователей существует проблема стабилизация напряжения на конденсаторах ячеек. В ходе проведенных исследований было установлено, что при использовании классических алгоритмов управления многоуровневыми инверторами (пространственно-векторной и синусоидальной широтно-импульсной модуляции) в модульных многоуровневых преобразователях возникает дисбаланс напряжений на конденсаторах ячеек модульных многоуровневых инверторов. В результате этого напряжение на одной половине ячеек падает до нуля, а напряжение на другой половине ячеек возрастает в два раза. Это приводит к значительному ухудшению формы выходного напряжения. В статье представлено улучшенный алгоритм пространственно-векторной модуляции для модульного многоуровневого преобразователя, который обеспечивает стабилизацию напряжения в ячейках преобразователя, а также возможность регулирования амплитуды и частоты выходного напряжения. В программе Matlab/Simulink создана модель модульного пятиуровневого модульного инвертора. Результаты имитационного моделирования подтвердили работоспособность предложенного алгоритма управления. Ключевые слова: модульный многоуровневый инвертор; стабилизация напряжения MMC; улучшенная пространственновекторная ШИМ

ІКСЗТ, 2019 №4 УДК 621.314 ПЛАХТІЙ О. А., к.т.н., доцент (Український державний університет залізничного транспорту), НЕРУБАЦЬКИЙ В. П., к.т.н., доцент (Український державний університет залізничного транспорту), ГОРДІЄНКО Д. А., інженер (ПрАТ «ЕЛАКС»), ЦИБУЛЬНИК В. Р., магістрант (Український державний університет залізничного транспорту) Аналіз енергоефективності трирівневих автономних інверторів напруги в режимі перемодуляції У статті запропоновано використання алгоритму перемодуляції в режимі широтно-імпульсної модуляції (ШІМ) для трирівневого автономного інвертора напруги (АІН), який відносно класичної ШІМ з коефіцієнтом модуляції, рівним одиниці, є виправданим і дозволяє збільшити діапазон регулювання вихідної потужності АІН, знизити динамічні втрати в силових ключах, покращити синусоїдальність вихідного струму, а також знизити коефіцієнт пульсації вхідного струму. Наведено залежності енергетичних показників АІН від коефіцієнта модуляції в режимі перемодуляції. У спеціалізованій програмі MelcoSim від компанії Mitsubishi виконано розрахунок статичних і динамічних втрат в силових ключах автономного інвертора напруги в режимі перемодуляції. Отримано залежності втрат в силових ключах від значення коефіцієнта модуляції.

No abstract

Аналіз технічних характеристик акумуляторних батарей і систем заряджання електромобілів У статті представлено класифікацію електромобілів і проведено огляд технічних характеристик акумуляторних батарей і їх систем заряджання. На сьогодні найбільш перспективними є літій-іонні акумулятори. Вони мають такі переваги: високий коефіцієнт корисної дії в процесі заряджання-розряджання, висока щільність електричної енергії (кВт•год/кг). При цьому відносним недоліком літій-іонних акумуляторів є невелика кількість циклів заряджання-розряджання (близько 500 циклів), що відповідає приблизно 250 тис. км для електромобіля Tesla Model S, після чого акумуляторну батарею необхідно замінити. Представлені базові енергетичні параметри та зарядно-розрядні характеристики літій-іонних акумуляторів, які використовуються в електромобілях Tesla. Виділено та класифіковано чотири типи зарядних станцій, з яких перший тип описує процес заряджання електромобіля безпосередньо від однофазної мережі живлення. Другий тип відрізняється від першого наявністю електричного захисту. Третій типзаряджання електромобіля трифазною напругою змінного струму. Четвертий типзаряджання постійним струмом і великою потужністю, що дозволяє швидше проводити процес заряджання.