Erdvinio vektoriaus moduliavimo principu valdomo inverterio tyrimas ir taikymas

Technologijos mokslai, elektros ir elektronikos inžinerija (01T).

Darbe pateikti dažnio keitiklio, skirto asinchroninių elektros variklių valdymui, inverterio, valdomo erdvinio vektoriaus moduliavimo principu, tyrimų rezultatai. Pagrindinis disertaciniame darbe atliktų darbų tikslas – ištirti erdvinio vektoriaus moduliavimo principu valdomą inverterį ir sukurti jo formuojamos įtampos amplitudės valdymo metodą, leidžiantį sumažinti galios nuostolius inverteryje ir variklyje. Disertacijoje pristatytas erdvinio vektoriaus moduliavimo metodas su integruota impulsų trukme trifazei įtampai formuoti. Ištirti inverterio, kuriame įtampa formuojama šiuo metodu, ir asinchroninio variklio, kurį maitina tiriamasis inverteris, galios nuostoliai bei inverterio įtampos spektras. Gauti rezultatai palyginti su duomenimis, gautais naudojant klasikinį erdvinio vektoriaus moduliavimo metodą. Apžvelgta asinchroninio variklio, kurį maitina dažnio keitiklio inverteris, įtampos pirmosios harmonikos amplitudės valdymo problema, išanalizuoti jos valdymui naudojami principai. Eksperimentiškai surastos inverterio formuojamos įtampos pirmosios harmonikos amplitudės priklausomybės nuo dažnio (variklio sukimosi greičio), užtikrinančios mažiausius galios nuostolius variklyje. Sukurtas ir ištirtas inverterio įtampos pirmosios harmonikos amplitudės valdymo metodas, leidžiantis palaikyti mažiausią variklio, su atsitiktinai kintančia apkrova, srovę. Metodas įgyvendinamas ieškant realiame laike variklio srovės priklausomybės nuo inverterio įtampos pirmosios harmonikos amplitudės funkcijos mažiausios reikšmės. Ištirta inverterio raktų dvipolių tranzistorių su izoliuota užtūra (angl. IGBT – Insulated Gate Bipolar Transistor) valdymo grandinių struktūros ir parametrų įtaka inverterio temperatūrai. Parodyta, kad inverterio raktų tranzistorių junginėjimosi nuostolių įtaka tranzistorių šilimui yra maža. Pasiūlyta inverterio raktų atidarymo vėlinimą įgyvendinti ne signalų procesoriumi, tiekiančiu valdymo signalus raktams, o raktus valdančia grandine. Sukurta ir ištirta inverterio raktų tranzistorių valdymo schema, įgyvendinanti raktų atidarymo vėlinimą, leidžianti išvengti inverterio sugadinimo sutrikus signalų procesoriaus darbui. Ištirti viršįtampiai, kuriuos inverteryje generuoja stabdomas asinchroninis variklis. Tyrimai atlikti esant įvairiems variklio pradiniams sukimosi greičiams ir apkrovos sukimo momentams bei inverterio maitinimo grandinėje naudojamų filtro kondensatorių talpoms. Disertacijoje pateikti darbai pritaikyti kuriant specializuotus dažnio keitiklius asinchroniniams varikliams serijinei gamybai. Tyrimų rezultatai gauti atliekant du užsakomuosius mokslo tiriamuosius darbus, finansuotus ūkio subjektų bei vykdant du Aukštųjų technologijų plėtros programos projektus, finansuotus Lietuvos valstybinio mokslo ir studijų fondo ir Mokslo, inovacijų ir technologijų agentūros. Atliktų darbų tema publikuoti devyni moksliniai straipsniai ir perskaityti aštuoni pranešimai mokslinėse konferencijose.

Skaityti leidinio elektroninį variantą:

DOI: https://doi.org/10.20334/2010-M