РАЗРАБОТКА УНИВЕРСАЛЬНОЙ СИСТЕМЫ УПРАВЛЕНИЯ КАСКАДНЫМ МНОГОУРОВНЕВЫМ ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЕМ

Андрей Александрович Чепига
(НИУ «МЭИ», аспирант, Москва, Россия)

Аннотация. Топология высоковольтного преобразователя напряжения с низковольтными ячейками имеет широкое применение. Однако существующие алгоритмы ШИМ для данной топологии преобразователя имеют недостатки: временная задержка, которая ограничивает быстродействие контура тока, необходимость повторной инициализации несущих сигналов ШИМ в случае отказа ячейки и неравномерное распределение потерь. Для решения данных проблем рассмотрен алгоритм ШИМ, при котором одна ячейка работает с заданием ШИМ и последующим переключением ячеек. Разработанный алгоритм ШИМ может работать в случае частичного отказа инвертора, обеспечивает максимально возможное напряжение на нагрузке и имеет высокое быстродействие.
Abstract. The medium voltage frequency converters mostly utilize the low-voltage multi-cell topology. However, available PWM techniques have some drawbacks, such as time delayed operation, which limits current loop response time, need reinitialization of the PWM carriers in case of cell failure, or have unequal distribution of losses. To solve the set of these problems the PWM strategy, which utilize PWM in a single cell with sequential cell switching, was introduced. This PWM strategy can operate in case of partial inverter failures, provides maximum available voltage to the load and has low response time due to operation at high PWM frequency of a single cell, while the average switching frequency is limited. The proposed PWM technique was examined using a model, where the switching losses distribution and high quality of the output voltage were confirmed.

Ключевые слова: высоковольтный преобразователь частоты, многоуровневый инвертор; широтно-импульсная модуляция, низковольтная ячейка.
Keywords: medium voltage frequency converter, multi-level inverter, pulse-width modulation, low-voltage cell.