Предиктивна система керування трифазним інвертором напруги

Отримано 18.12.2021, Доопрацьовано 04.03.2021, Прийнято 27.04.2021
Анотація

Мета роботи полягає у розвитку предиктивних засобів керування для трифазних інверторів напруги у складі систем автоматизованого електроприводу шляхом прогнозної оцінки змінних стану на наступному інтервалі дискретності
системи. Методи дослідження. У роботі використано теоретичний аналіз схеми заміщення системи «інвертор напруги – навантаження» з використанням законів електротехніки, дослідження можливих станів ключів інвертора з використанням методу комутуючих функцій, розробка дискретної прогнозуючої моделі з використанням методу Ейлера, дослідження системи предиктивного керування трифазним інвертором напруги з використанням методів математичного моделювання та аналіз показників синусоїдальності вихідного струму за допомогою методів швидкого перетворення Фур’є. Наукова новизна. Доведено, що використання методів предиктивного керування трифазними інверторами напруги є раціональною альтернативою існуючим підходам на базі широтно-імпульсної модуляції, оскільки інвертор представляє собою елемент з кінцевою кількістю станів, що дозволяє здійснити прогнозування поведінки системи при застосуванні кожного з цих станів. Практична значимість. Предиктивні системи керування можуть знаходити своє втілення у вигляді алгоритмічного та програмного забезпечення мікропроцесорних систем автоматизованих електроприводів. Результати. Представлено аналіз схеми заміщення системи «інвертор напруги – навантаження», розроблено дискретну прогнозуючу модель, що може використовуватися в предиктивних системах керування та проаналізовано варіант функції витрат, що застосовується для оцінки відповідності кожного з варіантів подальшої поведінки системи до бажаної. Складено математичну модель системи у середовищі Matlab/Simulink, що містить предиктивний алгоритм у вигляді S-файлу

Ключові слова:
предиктивне керування; інвертор напруги; функція витрат; комутаційний стан; керування струмом

Взято з Том 19, № 1, 2021

Сторінки 77–82

Використані джерела ЦИТУВАТИ

[1] Сінчук І.О. Превентивна оцінка і основні напрями підвищення енергоефективності підземних залізорудних підприємств / І.О. Сінчук, І.А. Козакевич, М.Л. Барановська, Т.М. Берідзе, І.І. Пересунько // Вісник Криворізького національного університету. Збірник наукових праць. – Кривий Ріг, 2020. – Вип. 50. С. 142-147.

[2] Козакевич І.А. Система енергоефективного керування динамічним компенсатором викривлень напруги / І.А. Козакевич, А.А. Кондратенко // Гірничий вісник. – 2019. – Випуск 105. С. 154-159.

[3] Козакевич І.А. Дослідження роботи синхронного двигуна з постійними магнітами в гібридних тягових електроприводах / І.А. Козакевич, І.В. Касаткіна, Л.В. Єрьоменко // Гірничий вісник. – 2018. – Випуск 104. С. 106-110.

[4] Козакевич І.А. Система керування вентильними реактивними двигунами / І.А. Козакевич, І.І. Шевченко // Гірничий вісник. – 2017. – Випуск 102. С. 135-138.

[5] Козакевич І.А. Керування потоками потужності гібридних транспортних засобів / І.А. Козакевич, Ю.Г. Осадчук, Р.А. Ільченко // Гірничий вісник. – 2017. – Випуск 102. С. 124-129.

[6] Jiang H. An Inverter Input Current Closed-loop Control Scheme for IPMSM Drives Fed by Electrolytic Capacitorless Converter / H. Jiang, Y. Zhang, L. Huang, J. Liu // IEEE 9th International Power Electronics and Motion Control Conference (IPEMC2020-ECCE Asia). – Nanjing, China, 2020. – Pp. 1795-1799

[7] Han Y. The anti-disturbance performance study of voltage source inverter with active disturbance rejection control / Y. Han, H. Xiong // IEEE 8th Joint International Information Technology and Artificial Intelligence Conference (ITAIC). – Chongqing, China, 2019. – Pp. 1101-1105

[8] Lee H. Accurate Neutral Current Control for Neutral Point Voltage Balancing in Three-Level Inverters Considering Digital Control and PWM Delay / H. Lee, S. Kim and Y. Yoon // IEEE Energy Conversion Congress and Exposition (ECCE). – Baltimore, USA, 2019. – Pp. 4795-4800

[9] Mohammed L.A. Voltage to Frequency Speed Control of Induction Motor using Cascaded Multilevel inverter / L.A. Mohammed // 2nd International Conference on Electrical, Communication, Computer, Power and Control Engineering (ICECCPCE). – Mosul, Iraq, 2019. – Pp. 148-152

[10] Hao W. Droop Control Method of Inverter Based on Variable Virtual Impedance / W. Hao, C. Zheng, Q. Wang, T. Rui // 14th IEEE Conference on Industrial Electronics and Applications (ICIEA). – Xi'an, China, 2019. – Pp. 1167-1172

(2021). Predictive control system for three-phase voltage inverter. Journal of Kryvyi Rih National University, 19(1), 77-82. https://doi.org/10.31721/2306-5451-2021-1-52-77-82
uk