Дослідження електромагнітних процесів у снабберному вузлі електронного ключа регулятора напруги

Abstract

Сучасний асинхронний регульований електропривод базується на використанні напівпровідникових перетворювачів напруги різних типів, дослідженню різних робочих характеристик яких, через складність чи високу вартість, мало приділено уваги. З розвитком комп'ютерного моделювання з’явилася можливість поглибити дослідження даних процесів. Мета дослідження – покращення якості гармонічного складу вихідної напруги напівпровідникових перетворювачів регульованого трифазного асинхронного електропривода. Дослідження трифазного напівпровідникового перетворювача напруги з широтно-імпульсним керуванням проводився з використанням положень теорії електричних кіл синусоїдального і несинусоїдального періодичного струму та комп'ютерного моделювання в системі MatLab. На створеній комп'ютерній моделі приведена методика вибору і вибрані параметри RC-снаббера для захисту електронного ключа і покращення гармонічного складу вихідної напруги та струму перетворювача. Результати досліджень на комп'ютерній моделі електромагнітних процесів у колі силового електронного ключа показали, що при активно-індуктивному навантаженні (R= 48 Ом, L= 0,0197 Гн), які відповідають обмотковим даним електродвигуна АИРП80-А6У2, імпульси напруг досягають 60 кВ. Вибрані параметри снаббера (RS= 150 Ом, CS= 0,3 мкФ) дають можливість при комутації транзисторного ключа зменшити імпульс напруги до 1,1 кВ. При цьому склад вищих гармонік не порушується, але їх вплив у відсотковому співвідношенні до основної зменшується \ The modern asynchronous controlled electric drive is based on the use of semiconductor voltage converters of various types, for which, due to complexity or high cost, little attention is paid to the study of various performance characteristics. With the development of computer modeling, it became possible to deepen the research of these processes. The purpose of the study is to improve the quality of the harmonic composition of the output voltage of semiconductor converters of a regulated three-phase asynchronous electric drive. The study of a three-phase semiconductor voltage converter with pulsewidth control was carried out using the provisions of the theory of electrical circuits of sinusoidal and nonsinusoidal periodic current and computer simulation in the MatLab system. The created computer model provides a selection procedure and selected RC snubber parameters for protecting the electronic key and improving the harmonic composition of the output voltage and current of the converter. The results of the research on the computer model of electromagnetic processes in the circle of the power electronic key showed that when the active-inductive load (R = 48 Ohm, L = 0.0197 H) corresponds to the winding data of the AIRP80-A6U2 motor, the voltage pulses reach 60 kV. The selected snubber parameters (RS = 150 Ω, CS = 0.3 μF) enable the switching of the transistor switch to reduce the voltage pulse to 1.1 kV. At the same time, the composition of the higher harmonics is not violated, but their influence as a percentage of the main harmonic is reduced.