, przekształtnik 4QS, filtr (L 2. , układ hamowania (T h

Podobne dokumenty
WYRÓWNYWANIE OBCIĄŻEŃ UZWOJEŃ TRANSFORMATORA PROSTOWNIKOWEGO PODSTACJI TRAKCYJNEJ

MODEL SYMULACYJNY JEDNOFAZOWEGO PROSTOWNIKA DIODOWEGO Z MODULATOREM PRĄDU

Zeszyty Problemowe Maszyny Elektryczne Nr 78/

MODEL SYMULACYJNY ENERGOELEKTRONICZNEGO ZASILACZA AWARYJNEGO UPS O STRUKTURZE TYPU VFI

ROZPŁYW ZABURZEŃ GENEROWANYCH PRZEZ CZTEROKWADRANTOWE PRZEMIENNIKI CZĘSTOTLIWOŚCI W SIECIACH LOKALNYCH NISKICH NAPIĘĆ

BADANIA MODELU WIELOPOZIOMOWEGO FALOWNIKA PRĄDU

Wykaz symboli, oznaczeń i skrótów

BEZPRZEPIĘCIOWE STEROWANIE IMPULSOWE REGULATORA NAPIĘCIA PRZEMIENNEGO

WPŁYW ELEKTRYCZNEGO ZESPOŁU TRAKCYJNEGO (EZT) NA PRZEBIEGI NAPIĘĆ I PRĄDÓW W KOLEJOWEJ SIECI TRAKCYJNEJ

PL B1. AZO DIGITAL SPÓŁKA Z OGRANICZONĄ ODPOWIEDZIALNOŚCIĄ, Gdańsk, PL BUP 20/10. PIOTR ADAMOWICZ, Sopot, PL

WPŁYW USZKODZENIA TRANZYSTORA IGBT PRZEKSZTAŁTNIKA CZĘSTOTLIWOŚCI NA PRACĘ NAPĘDU INDUKCYJNEGO

PL B1. POLITECHNIKA GDAŃSKA, Gdańsk, PL BUP 10/16. JAROSŁAW GUZIŃSKI, Gdańsk, PL PATRYK STRANKOWSKI, Kościerzyna, PL

WPŁYW PRZEKSZTAŁTNIKA NA MOC ZNAMIONOWĄ TRÓJFAZOWEGO SILNIKA INDUKCYJNEGO POWER CONVERTER INFLUENCE ON THE NOMINAL POWER THREE PHASE INDUCTION MOTOR

REGULATOR NAPIĘCIA DC HYBRYDOWEGO ENERGETYCZNEGO FILTRU AKTYWNEGO DC BUS VOLTAGE CONTROLLER IN HYBRID ACTIVE POWER FILTER

WSPÓŁCZYNNIK MOCY I SPRAWNOŚĆ INDUKCYJNYCH SILNIKÓW JEDNOFAZOWYCH W WARUNKACH PRACY OPTYMALNEJ

WPŁYW PRZEKSZTAŁTNIKA NA MOC ZNAMIONOWĄ TRÓJFAZOWEGO SILNIKA INDUKCYJNEGO

WIELOPOZIOMOWY FALOWNIK PRĄDU

PL B1. Układ falownika obniżająco-podwyższającego zwłaszcza przeznaczonego do jednostopniowego przekształcania energii

Przekształtniki napięcia stałego na stałe

AC/DC. Jedno połówkowy, jednofazowy prostownik

Przekształtniki impulsowe prądu stałego (dc/dc)

ZE ZWROTEM ENERGII DO SIECI

Zaznacz właściwą odpowiedź (właściwych odpowiedzi może być więcej niż jedna)

PRACA RÓWNOLEGŁA PRĄDNIC SYNCHRONICZNYCH WZBUDZANYCH MAGNESAMI TRWAŁYMI

Rozszerzony konspekt preskryptu do przedmiotu Sterowanie napędów i serwonapędów elektrycznych

PLAN PREZENTACJI. 2 z 30

PRZYSTOSOWANIE TRÓJFAZOWEGO PRZEMIENNIKA CZĘSTOTLIWOŚCI DO ZASILANIA SILNIKA PRĄDU STAŁEGO Z SIECI AC

PL B1. C & T ELMECH SPÓŁKA Z OGRANICZONĄ ODPOWIEDZIALNOŚCIĄ, Pruszcz Gdański, PL BUP 07/10

ANALOGOWE I MIESZANE STEROWNIKI PRZETWORNIC. Ćwiczenie 3. Przetwornica podwyższająca napięcie Symulacje analogowego układu sterowania

Rozwój sterowania prędkością silnika indukcyjnego trójfazowego

MODEL SYMULACYJNY ENERGOELEKTRONICZNEGO STEROWANEGO ŹRÓDŁA PRĄDOWEGO PRĄDU STAŁEGO BAZUJĄCEGO NA STRUKTURZE BUCK-BOOST CZĘŚĆ 2

Ćwiczenie 1. Symulacja układu napędowego z silnikiem DC i przekształtnikiem obniżającym.

Zastosowanie dławika składowej zerowej w falownikowym napędzie silnika indukcyjnego

Table of Contents. Table of Contents UniTrain-I Kursy UniTrain Kursy UniTrain: Energoelektronika. Lucas Nülle GmbH 1/7

W4. UKŁADY ZŁOŻONE I SPECJALNE PRZEKSZTAŁTNIKÓW SIECIOWYCH (AC/DC, AC/AC)

STANOWISKO DO BADANIA DŁAWIKÓW DLA NAPĘDÓW

Pulse width modulation control of three-phase three-level inverter Sterowanie modulacji szerokości impulsów trójpoziomowego trójfazowego falownika.

12. Zasilacze. standardy sieci niskiego napięcia tj. sieci dostarczającej energię do odbiorców indywidualnych

Prostowniki. Prostownik jednopołówkowy

BADANIA SYMULACYJNE PROSTOWNIKA PÓŁSTEROWANEGO

WIELOFAZOWE TRANSFORMATORY PROSTOWNIKOWE PODSTACJI TRAKCYJNYCH MULTI-PHASE RECTIFIER TRANSFORMERS FOR TRACTION SUBSTATIONS

Odbiorniki nieliniowe problemy, zagrożenia

Obciążenia nieliniowe w sieciach rozdzielczych i ich skutki

PL B1. Sposób regulacji prędkości obrotowej silnika asynchronicznego zasilanego z falownika napięcia z filtrem silnikowym

PL B1. Sposób i układ tłumienia oscylacji filtra wejściowego w napędach z przekształtnikami impulsowymi lub falownikami napięcia

THE IMPACT OF FREQUENCY FLUCTUATION IN POWER LINES ON HYBRID ACTIVE POWER FILTER

PRZEKSZTAŁTNIKI ENERGOELEKTRONICZNE AC/DC/AC I AC/AC - UKŁADY TOPOLOGICZNE I STEROWANIE

Eliminacja wpływu napędów dużych mocy na sieć zasilającą

(57) 1. Układ samowzbudnej przetwornicy transformatorowej (12) OPIS PATENTOWY (19) PL (11) (13) B2 PL B2 H02M 3/315. fig.

Przenoszenie wyższych harmonicznych generowanych przez odbiory nieliniowe przez transformatory do kablowych sieci zasilających

ANALIZA PRZEKSZTAŁTNIKÓW ZASILANYCH Z POKŁADOWYCH SIECI PODWYŻSZONEJ CZĘSTOTLIWOŚCI

PL B1. POLITECHNIKA GDAŃSKA, Gdańsk, PL BUP 20/10. JAROSŁAW GUZIŃSKI, Gdańsk, PL WUP 05/15. rzecz. pat.

Sposoby poprawy jakości dostawy energii elektrycznej

PRĄDNICA TRÓJFAZOWA MAŁEJ MOCY WZBUDZANA MAGNESAMI TRWAŁYMI

HYBRYDOWY ASYMETRYCZNY PRZEKSZTAŁTNIK WIELOPOZIOMOWY WYBRANE ZAGADNIENIA

PL B1. POLITECHNIKA LUBELSKA, Lublin, PL BUP 18/11. JANUSZ URBAŃSKI, Lublin, PL WUP 10/14. rzecz. pat.

UKŁADY NAPĘDOWE Z SILNIKAMI INDUKCYJNYMI STEROWANE METODAMI WEKTOROWYMI DFOC ORAZ DTC-SVM ODPORNE NA USZKODZENIA PRZEMIENNIKA CZĘSTOTLIWOŚCI

Tematyka prac doktorskich 1. Bezczujnikowe sterowanie oraz estymacja parametrów maszyn wielofazowych zasilanych przekształtnikowo

MODELOWANIE MASZYNY SRM JAKO UKŁADU O ZMIENNYCH INDUKCYJNOŚCIACH PRZY UŻYCIU PROGRAMU PSpice

BADANIA SILNIKA SZEREGOWEGO BEZKOMUTATOROWEGO

Elektroniczne Systemy Przetwarzania Energii

PL B1. Sposób regulacji prądu silnika asynchronicznego w układzie bez czujnika prędkości obrotowej. POLITECHNIKA GDAŃSKA, Gdańsk, PL

STRATY MOCY W ZAWORACH PIĘCIOPOZIOMOWEGO FALOWNIKA Z DIODAMI POZIOMUJĄCYMI POWER LOSSES AT SWITCHING DEVICES OF FIVE-LEVEL DIODE- CLAMPED INVERTER

Przekształtnik sieciowy AC/DC przy sterowaniu napięciowym i prądowym analiza porównawcza

Prace Naukowe Instytutu Maszyn, Napędów i Pomiarów Elektrycznych Nr 56 Politechniki Wrocławskiej Nr 56. Studia i Materiały Nr

Dobór współczynnika modulacji częstotliwości

JAKOŚĆ ENERGII ELEKTRYCZNEJ Odkształcenie napięć i pradów. Wydział Elektrotechniki, Automatyki, Informatyki i Elektroniki

PRZEGLĄD KONSTRUKCJI JEDNOFAZOWYCH SILNIKÓW SYNCHRONICZNYCH Z MAGNESAMI TRWAŁYMI O ROZRUCHU BEZPOŚREDNIM

Stanowisko do badania filtrów dla napędów prądu przemiennego

Przekształtniki DC/DC

Politechnika Poznańska, Instytut Elektrotechniki i Elektroniki Przemysłowej, Zakład Energoelektroniki i Sterowania Laboratorium energoelektroniki

TRÓJFAZOWY PRZEKSZTAŁTNIK MOCY AC/DC

BEZCZUJNIKOWY I ENERGOOSZCZĘDNY NAPĘD WENTYLATORA Z SILNIKIEM PMSM

WPŁYW RODZAJU ŹRÓDŁA ENERGII NA POZIOM ZABURZEŃ ELEKTROMAGNETYCZNYCH UKŁADU NAPĘDOWEGO Z SILNIKIEM IPM

NOWE TOPOLOGIE I STEROWANIE OBWODÓW WEJŚCIOWYCH PRZEMIENNIKÓW CZĘSTOTLIWOŚCI ŚREDNIEGO NAPIĘCIA UMOŻLIWIAJĄCE ICH SZEROKIE ZASTOSOWANIE

TRAMWAJE TROLEJBUSY METRO

IMPULSOWY PRZEKSZTAŁTNIK ENERGII Z TRANZYSTOREM SZEREGOWYM

TRANZYSTOROWE PROSTOWNIKI DLA SAMOCHODOWYCH PRĄDNIC PRĄDU STAŁEGO TRANSISTOR RECTIFIERS FOR THE AUTOMOTIVE DC GENERATORS

42 Przekształtniki napięcia stałego na napięcie przemienne topologia falownika napięcia, sterowanie PWM

Wzmacniacz jako generator. Warunki generacji

JAKOŚĆ ENERGII ELEKTRYCZNEJ W LINIACH ZASILAJĄCYCH ODBIORNIKI PKP PLK S.A.

POPRAWA EFEKTYWNOŚCI ENERGETYCZNEJ UKŁADU NAPĘDOWEGO Z SILNIKIEM INDUKCYJNYM ŚREDNIEGO NAPIĘCIA POPRZEZ JEGO ZASILANIE Z PRZEMIENNIKA CZĘSTOTLIWOŚCI

SILNIK RELUKTANCYJNY PRZEŁĄCZALNY PRZEZNACZONY DO NAPĘDU MAŁEGO MOBILNEGO POJAZDU ELEKTRYCZNEGO

UKŁAD HAMOWANIA ELEKTRYCZNEGO DO BADANIA NAPĘDÓW

PRAWO OHMA DLA PRĄDU PRZEMIENNEGO

ANALIZA WPŁYWU NIESYMETRII NAPIĘCIA SIECI NA OBCIĄŻALNOŚĆ TRÓJFAZOWYCH SILNIKÓW INDUKCYJNYCH

(54) Filtr aperiodyczny

Elementy elektrotechniki i elektroniki dla wydziałów chemicznych / Zdzisław Gientkowski. Bydgoszcz, Spis treści

Przekształtniki energoelektroniczne o komutacji zewnętrznej (sieciowej) - podstawy

kierunkowy (podstawowy / kierunkowy / inny HES) nieobowiązkowy (obowiązkowy / nieobowiązkowy) język polski II semestr zimowy (semestr zimowy / letni)

PL B1. Sposób i układ sterowania przemiennika częstotliwości z falownikiem prądu zasilającego silnik indukcyjny

ANALIZA PRACY SILNIKA SYNCHRONICZNEGO Z MAGNESAMI TRWAŁYMI W WARUNKACH ZAPADU NAPIĘCIA

Stabilizatory impulsowe

POMIAR CZĘSTOTLIWOŚCI NAPIĘCIA W URZĄDZENIACH AUTOMATYKI ELEKTROENERGETYCZNEJ

SYNCHRONIZACJA SILNIKÓW SYNCHRONICZNYCH. WYBÓR CHWILI ZAŁĄCZENIA PRĄDU WZBUDZENIA

Oddziaływanie przemienników częstotliwości na jakość energii elektrycznej w układzie potrzeb własnych elektrowni. Część I - Badania obiektowe

KOMPATYBILNOŚĆ ELEKTROMAGNETYCZNA W APLIKACJACH Z PRZETWORNICAMI CZĘSTOTLIWOŚCI - WYBRANE ZAGADNIENIA OGRANICZANIA ZAKŁÓCEŃ W OBWODACH ZASILANIA

Układ kaskadowy silnika indukcyjnego pierścieniowego na stały moment

ZAKŁÓCENIA GENEROWANE DO SIECI TRAKCYJNEJ PRZEZ NOWOCZESNY ELEKTRYCZNY ZESPÓŁ TRAKCYJNY 22 WE ELF

OCENA ZAWARTOŚCI WYŻSZYCH HARMONICZNYCH NAPIĘCIA I PRĄDU W UKŁADZIE ZASILAJĄCYM PODSTACJĘ TRAKCYJNĄ

Transkrypt:

Mirosław Lewandowski* WPŁYW METODY STEROWANIA PRZEKSZTAŁTNIKIEM 4QS NA WIDMO PRĄDU Influence of the 4QS converter method of control on a spectrum of current harmonics Streszczenie Abstract W artykule przedstawiono zasadę przetwarzania energii w pojeździe elektrycznym zasilanym z sieci prądu przemiennego. Głównymi elementami obwodu są: transformator T r, przekształtnik 4QS, filtr (L 2 C 2 ), pojemność C p, układ hamowania (T h R h ), falownik napięcia (FN) i silnik asynchroniczny (AC). Przekształtnik 4QS wpływa poprawę współczynnika mocy i warunków pracy systemu zasilania pojazdu. Opisano pracę dwu- i trójpoziomowego przekształtnika 4QS. Przeprowadzono analizę wpływu przekształtnika oraz jego sposobu sterowania na widmo prądu. Słowa kluczowe: napędy trakcyjne, przkształtnik czterokwadrantowy (4QS), harmoniczne, sterowanie The principle of energy conversion in the locomotive supplied from AC power network is presented. The elements of locomotive s main electric circuit are: transformer (T r ), fourquadrant converter (4QS), series filter (L 2 C 2, ) capacitance (C p ), branch of braking system (T h R h ), voltage inverter (FN) and asynchronous motor (AC). 4QS converter consuming current of a waveform close to sinusoidal with phase factor close to unity is a favorable solution for rectifier and inverter applications. There are described in the paper the models of two-level and three-level 4QS converters. Influence of type of a converter and a method of its control on current harmonic spectrum were analyzed. Keywords: traction drives, four-quadrant converter (4QS), harmonics, control * Dr hab. in. Mirosław Lewandowski, Instytut Maszyn Elektrycznych, Wydział Elektryczny, Politechnika Warszawska.

156 1. Wstęp System zelektryfikowanego transportu stanowi kompleksowy układ przetwarzania i dostawy energii elektrycznej od źródeł energii (elektrownie), poprzez sieci transmisyjne i rozdzielcze do podstacji trakcyjnych, z których przez sieć trakcyjną energia elektryczna dostarczana jest do obwodu głównego elektrycznego pojazdu szynowego. Podstawowym zadaniem obwodu głównego elektrycznego pojazdu szynowego (zwanego potocznie lokomotywą) jest zasilanie energią elektryczną układu napędowego lokomotywy w celu wytworzenia siły pociągowej umożliwiającej pokonanie sił oporów ruchu całego pociągu i nadanie zadanej prędkości pojazdu. Przy zasilaniu pojazdu trakcyjnego prądem przemiennym jednofazowym poprawę współczynnika mocy i warunków pracy systemu zasilania można uzyskać przez wprowadzenie do obwodu głównego pojazdu trakcyjnego przekształtnika czterokwadrantowego zwanego 4QS. Wówczas na wejściu obwodu głównego lokomotywy znajduje się jednofazowy transformator obniżający napięcie z sieci zasilającej (15 kv/16,7 Hz lub 25 kv/50 Hz). Uzwojenia wtórne transformatora zasilają przekształtniki czterokwadrantowe. Zastosowanie modułów przekształtnikowych w pojazdach trakcyjnych umożliwiło konstrukcję lokomotyw wielosystemowych, tzn. poruszających się przy zasilaniu z sieci różnych systemów napięć AC(15 kv/16 2 / 3 Hz i 25 kv/50 Hz), DC(3 kv, 1,5 kv). Możliwe jest również wykorzystanie przekształtnika 4QS w procesie hamowania elektrycznego z rekuperacją energii do sieci zasilającej. Odzyskanie energii podczas hamowania pojazdu w trakcji elektrycznej dałoby szansę na poprawę efektywności energetycznej sytemu. Przez poprawę współczynnika mocy zmniejsza się straty w sieci trakcyjnej i obniża się spadki napięć w długich odcinkach sieci. Na rys. 1 pokazano schemat obwodu przetwarzania energii elektrycznej lokomotywy zasilanej z sieci AC. Elementami modelu obwodu głównego lokomotywy są: transformator T r, przekształtnik czterokwadrantowy 4QS, filtr szeregowy L 2 C 2, pojemność obwodu pośredniczącego C p, gałąź układu hamowania składającego się z tranzystora T h i rezystora hamowania R h oraz falownik FN zasilający silnik asynchroniczny AC. Napięcie zasilania z sieci AC po obniżeniu amplitudy w transformatorze podawane jest na wejście przekształtnika czterokwadrantowego. Rys. 1. Schemat obwodu głównego pojazdu trakcyjnego z przekształtnikami 4QS Fig. 1. Main circuit diagram of a traction vehicle equipped with the 4QS converters

157 Przekształtnik 4QS, pobierający prąd zbliżony do sinusoidalnego dzięki odpowiedniemu sterowaniu, posiada współczynnik mocy bliski jedności i jest korzystnym rozwiązaniem, gdy pracuje jako prostownik lub jako falownik. 2. Zasada kształtowania przebiegu prądu Schemat przekształtnika 4QS pokazano na rys. 2a (przekształtnik dwupoziomowy) oraz na rys. 2b (przekształtnik trójpoziomowy). Gałąź przekształtnika składa się z elementu przełączającego T (tranzystor, tyrystor) oraz przeciwsobnie połączonej diody D. Dławik o indukcyjności L s połączony jest szeregowo ze źródłem napięcia przemiennego U s i kondensatorem C p, który jest źródłem napięcia stałego falownika zasilającego silnik asynchroniczny. Zasadę pracy przekształtnika 4QS autor opisał w pracach [3, 4]. Rys. 2. Schemat przekształtnika 4QS: a) dwupoziomowego, b) trójpoziomowego Fig. 2. Scheme of the 4QS converter a) two-level, b) three-level Spadek napięcia na reaktancji U L dodaje się wektorowo do napięcia zasilającego U s, by dać napięcie wejściowe przekształtnika U w. Zwróćmy uwagę na fakt, że napięcie wejściowe przekształtnika ma większą amplitudę niż napięcie zasilające. Aby układ pracował jako falownik, zamiast obciążenia musimy mieć źródło energii prądu stałego. Jeśli wektor U w opóźnia się względem wektora U S, to mamy przepływ mocy od źródła w kierunku odbiornika, natomiast jeśli wektor U w wyprzedza wektor U S, to przepływ energii jest odwrotny (tzn. od odbiornika do źródła prądu przemiennego). Przy pracy przekształtnika 4QS w trybie prostownikowym układ z natury rzeczy jest niestabilny. Schemat trójpoziomowego przekształtnika 4QS uzasadniający poziomy napięcia U w w zależności od stanów S 1 i S 2 pokazano na rys. 3.

158 Rys. 3. Schemat idealnego przekształtnika obrazujący powstawanie poziomów napięcia U w Fig. 3. Scheme of an ideal converter which illustrates the formation of the voltage levels U w Każda gałąź konwertera jest reprezentowana przez 3 możliwe stany załączenia, które oznaczone są jako +, 0 oraz. Daje to wynik w postaci 9 rożnych stanów napięcia u w, jak pokazano w tab. 1. Zakładamy równe napięcie U p1 i U p2 w obwodzie pośredniczącym podczas pracy. Tabela 1 Stany przełączeń i wynikowe napięcie konwertera S 1 S 2 u w 0 0 0 0 + + 0 + 0 U p1 0 U p2 0 U p1 0 + U p2 + U p1 + U p2 + U p1 U p2 Sterownik steruje pracą łączników (zaworów), tak aby poprzez napięcie U w wpływać na fazę podstawowej harmonicznej prądu i s, tak aby ona w fazie z napięciem u s. Czasy pracy zaworów przekształtnika mogą być regulowane za pomocą modulacji PWM oraz przez regulację histerezową prądu i s. Należy jednak rozważyć następujące zagadnienia:

159 akcje łączeniowe muszą być rozłożone równomiernie na klucze w celu uzyskania zbilansowanych strat łączeniowych, akcje łączeniowe muszą być wykorzystane ekonomicznie w celu redukcji strat łączeniowych lub uzyskania odpowiednio małych skoków prądu, minimalne czasy włączenia i wyłączenia zaworów (ten minimalny czas on/off wynosi od jednej do kilku milisekund), kondensatory obwodu DC muszą być równomiernie ładowane. a) b) Rys. 4. Przebiegi czasowe napięcia trójkątnego U T, sinusoidalnego napięcia modulującego U M oraz sygnały pomocnicze dla: a) dwupoziomowego, b) trójpoziomowego Fig. 4. Time figures of triangle voltage U T, sinusoidal modulating voltage U M, and auxiliary signals for a) two-level converter, b) three-level converter

160 Na rysunku 4 przedstawiono przebieg czasowy napięcia u w oraz przebiegi pomocnicze wyznaczające czasy przełączeń dla przekształtnika 4QS dwu- i trójpoziomowego. Przebiegi pomocnicze powstały przez porównanie napięcia przebiegu trójkątnego oraz przebiegu sinusoidalnego, którego amplituda i faza wpływa na wartość amplitudy pierwszej harmonicznej napięcia u w1 oraz jej fazy. Stopień odkształcenia przebiegu czasowego prądu i s w odniesieniu do prądu i prog sinusoidalnego (będącego w fazie z przebiegiem czasowym napięcia u s ) jest charakteryzowany za pomocą tzw. współczynnika zawartości harmonicznych THD. Zbyt duże wartości THD są niedopuszczalne, dlatego, by ograniczyć współczynnik THD, stosuje się różne metody modulacji napięcia u w Nmax I 2 n n= 2 (1) ThDI = I1 gdzie: I 1 skuteczna wartość prądu składowej podstawowej, I n skuteczna wartość prądu n-tej harmonicznej. Metodę PWM charakteryzują między innymi dwa współczynniki. Współczynnik modulacji częstotliwości m f określa się jako stosunek częstotliwości fali nośnej do częstotliwości fali modulującej ft m f = (2) f Współczynnik modulacji amplitudy m A jest stosunkiem amplitudy funkcji modulującej do amplitudy fali nośnej m A M U M = (3) U Przeprowadzono obliczenia przebiegu czasowego prądu i s dla przekształtnika dwupoziomowego, trójpoziomowego i modulacji PWM oraz przekształtnika dwupoziomowego przy regulacji histerezowej prądu. Prąd i prog miał zadaną wartość amplitudy i częstotliwości. Obliczenia przeprowadzono dla zmiennego współczynnika modulacji, którego wartość wynosiła 8, 12, 16. Dla regulacji histerezowej tak dobierano wartości parametrów, żeby ilość przełączeń w okresie była zbliżona jak dla modulacji PWM. W tab. 2 przedstawiono wartości THD I prądu i s dla sterowania PWM przekształtnika dwupoziomowego i trójpoziomowego oraz histerezowego (dwupoziomowego). T

161 Rys. 5. Przebiegi czasowe różnicy pomiędzy prądem programowanym będącym w fazie z napięciem wejściowym U s a prądem rzeczywistym I s : a) przekształtnik trójpoziomowy, b) przekształtnik trójpoziomowy, c) sterowanie histerezowe prądu, d) przebieg czasowy prądu 1) i prog, 2) i s PWM, 3) i s sterowanie histerezowe Fig. 5. Time figures of the difference between programmed current which has the same el. angle with the input voltage U s and a real current I s : a) three-level converter b) two-level converter, c) hysteresis current control, d) current time curve i prog, 2) i s PWM, 3) i s hysteresis control Tabela 2 m f THD I PWM histerezowy dwupoziomowy trójpoziomowy dwupoziomowy 8 0,153 0,077 0,159 12 0,101 0,044 0,110 16 0,080 0,022 0,093

162 3. Wnioski Przeprowadzone badania symulacyjne i obliczenia wartości THD dla prądu płynącego w części AC obwodu głównego pojazdu trakcyjnego zasilanego z sieci prądu przemiennego pokazały możliwość wpływu na harmoniczne prądu zarówno przez rodzaj przekształtnika, jak i parametry metody sterowania. Głównym ograniczeniem są dopuszczalne wartości czasu trwania poszczególnych stanów pracy tyrystorów lub tranzystorów. Literatura [1] B ö c k e r J., Tolerance Band Controller of a Three Level Four Quadrant Converter Including DC Link Balancing, 35 th Annual IEEE Power Electronics Specialists Conference, Germany 2004. [2] C h a n g G., Modeling Characteristics of Harmonic Currents Generated by High-Speed Railway Traction Drive Converters, IEEE Transactions on Power Delivery, vol. 19, no. 2, April 2004. [3] Dixon J., Luis Morá L., A Clean Four-Quadrant Sinusoidal Power Rectifier Using Multistage Converters for Subway Applications, IEEE Transactions on Industrial Electronics, vol. 52, no. 3, June 2005. [4] K i s s P., D á n A., Modelling of High Power Locomotive Drives for Harmonic Penetration Studies, The First International Meetings on Electronics & Electrical Science and Engineering, Djelfa, November 4 6, 2006. [5] K i s s P., D á n A., Novel Analytical Approximation Method of Frequency Dependent Thevenin Impedance, Proc. IEEE Bucharest PowerTech, Bucharest, June 28 July 2, 2009. [6] L e w a n d o w s k i M., Model matematyczny obwodu głównego pojazdu trakcyjnego zasilanego z sieci prądu przemiennego, MET 2009 Modern Electric Traction, Gdańsk 2009. [7] L e w a n d o w s k i M., M a c i o ł e k T., Przekształtnik 4QS w obwodzie głównym pojazdu trakcyjnego, ZN WSI Konferencja Naukowa, Komputerowe systemy wspomagania prac inżynierskich, Radom 1994. [8] O e t t m e i e r M., H e i s i n g C., S t a u d t V., S t e i m e l A., Dead-Beat Control for a Single-Phase 50-kW, 16.7-Hz Railway-Grid Representation Inverter Featuring Variable Grid Parameters, 2nd International Conference on Power Engineering, Portugal 2009. [9] Skarpetowski G., Uogólniona teoria przekształtników statycznych, Oficyna Wydawnicza Politechniki Warszawskiej, Warszawa 1997.