Регулювальні характеристики активного чотириквадрантного перетворювача в режимах випрямлення і рекуперації

Abstract

У роботі на основі рівнянь енергетичного балансу активного чотириквадрантного перетворювача з гістерезисною системою керування отримано регулювальні характеристики вихідної напруги в режимах випрямлення та рекуперації. Встановлено аналітичні вирази, що описують залежність вихідної напруги від регулювального коефіцієнта гістерезисної системи керування ξ, реалізованого коефіцієнта потужності λ та середньоквадратичного значення струму навантаження. Отримані характеристики відображають діапазон регулювання вихідної напруги та його зміну при зміні струму навантаження. Отримані теоретичні положення співпадають з результатами імітаційного моделювання, виконаного в середовищі Matlab.

На основании уравнений энергетического баланса активного четырехквадрантного преобразователя с системой управления, построенной на гистерезисной модуляции, получены регулировочные характеристики выходного напряжения в режимах выпрямления и рекуперации. Установленные выражения описывают зависимость выходного напряжения от входного напряжения, регулировочного коэффициента ξ и величины тока нагрузки. Приведены результаты имитационного моделирования 4QS-преобразователя, которые подтверждают полученные теоретические положения.

High-speed train is supplied by alternating current (AC) power and bases on single-phase four quadrant (4Q) converter as one necessary part of the AC-DC-AC transform process. This paper introduce hysteresis control system of 4Qconverter and it’s regulating characteristics. Regulating characteristics are obtained on the basis of energy balance equation and describes dependence of output voltage and regulating coefficient of the hysteresis control system ξ in rectifier-mode and recuperation-mode. The nonlinear character of the control characteristic and its dependence on the load current is determined. It is concluded that for a steady process of rectification and recovery, the automatic control system must contain a feedback channel of the load current. A 4QS-converter model was developed in the Matlab simulation environment where the theoretical positions of output voltage regulation and high power quality parameters in rectification and recovery modes were confirmed.