Активный кондиционер гармоник Опции

[carliker]

Добрый день. Я студент, и сейчас пишу дипломную работу по теме АКГ. Так вот возник вопрос на который я нигде не могу найти ответа.
Допустим у нас есть АКГ. В состав которого входин инвертор на IGBT транзисторах. Так вот, как можно расчитать дросель L и емкость C ( ), и вообще зачем они там?
P.S.: Сори за глупые вопросы, но это маленько не мой профиль, приходитьяс разбираться. Схему могу предоставить поточнее...

[mpr]

Добрый день. Я студент, и сейчас пишу дипломную работу по теме АКГ. Так вот возник вопрос на который я нигде не могу найти ответа.
Допустим у нас есть АКГ. В состав которого входин инвертор на IGBT транзисторах.
P.S.: Сори за глупые вопросы, но это маленько не мой профиль, приходитьяс разбираться. Схему могу предоставить поточнее...

Посмотрите родственную тему
http://electronix.ru/forum/index.php?showtopic=56152&hl=

[Burner]

Блин, где-то здесь уже была эта тема. Стал искать - не нашел. То ли в управлении, то ли в машинах, то ли вообще в комплектующих. L - для сглаживания тока при ШИМе, С - для накопления энергии. А то не-линейная нагрузка тянет мощность не тогда, когда ее положено тянуть из трехфазной сети. Вот агрегат берет ее из сети, когда положено, загоняет в С, а потом отдает, когда надо нагрузке.

[carliker]

спасибо за тему, но там рассматриваю проблемы управлеия, до этого еще далеко) Мне бы сейчас посчитать L и C, частоту коммутации транзисторов. Вообще какие там нужно произвести расчеты, может у кого нибудь еть модель в Matlab`e

Сообщение отредактировал carliker - Aug 25 2009, 03:44

[ZVA]

Область силовой активной фильтрации на просторах СНГ только развивается. Поэтому дать ссылку на готовую методику расчета нельзя. Помочь с подбором литературы должен твой дипломный руководитель, если он морозится иди к зав.кафедрой и пусть его тебе меняют.
Пока могу порекомендавать для начала ознакомиться со статьями, к сожалению на английском (ищи в инете):

1. By Hugh Rudnick,Juan Dixon and Luis Morán. Delivering Clean and Pure Power.IEEE power & energy magazine september/october 2003.
эта статья полезна с точки зрения основ силовой активной фильтрации.
2. H. AKAGI. Modern active filters and traditional passive filters.BULLETIN OF THE POLISH ACADEMY OF SCIENCES TECHNICAL SCIENCESVol. 54, No. 3, 2006.
AKAGI мировой авторитет в области активной фильтрации И один из разработчиков P-Q теории, которая применяется в системах управления активных фильтров.
В статье есть примеры САФ с номиналами элементов(L, C для конкретной схемы) и формулы для выбора конденсатора.
3. Power Quality Filter (Active Filtering Guide).
Брошюра фирмы АBB, в ней кроме основ, дается методика выбора фильтра для конкретных условий из ряда серийно выпускаемого АВВ.

Поищи в англоязычном инете используя словосочетания "power active filter akagi moran", и будет что почитать долгими зимними вечерами.

В отечественном инете можно найти несколько авторефератов диссертаций и обзорные статьи в журналах типа "электиричество". Естественно методик там нет.

В matlabе уже есть готовая модель и изобретать велосипед не нужно. На компе где я сейчас он не установлен. Гляну на работе.

[carliker]

В matlabе уже есть готовая модель и изобретать велосипед не нужно. На компе где я сейчас он не установлен. Гляну на работе.

Если найдете, можете дать для изучеия?

[ZVA]

Уважаемый carliker вы меня не так поняли. Не у меня есть модель АКГ, а в пакете MATLAB есть готовый пример
правда СТАТКОМА, но идеи там близкие. находиться в: Simulink/SimPowerSystems/Transients and Power Electronics in Power Systems/GTO-Based STATCOM. его можно было бы взять за основу вашей модели.

Скажите хоть как звучит тема вашего диплома.

[carliker]

Скажите хоть как звучит тема вашего диплома.

Тема диплома еще толком не утвердена, но суть в технико-экономических вопросах применения АКГ

[ZVA]

Тема диплома еще толком не утвердена, но суть в технико-экономических вопросах применения АКГ

так вы энергетик! Тогда это меняет дело. А то я собирался советовать сменить тему диплома.
Раз так, тогда все просто. Силовая электроника тут не нужна.
Делаете расчет потерь в вашей сети с гармониками . Под потерями я понимаю все, а не только
электрические. Это и ущерб от преждевременного старения изоляции, ложного срабатывания выключателей, неправильный учет электроэнергии и т.д. и т.п , в общем учет всех негативных действий от гармоник. книги есть советские ищите в библиотеке.
установленная мощность силового активного фильтра >= мощности гармоник. методики определения мощности для сетей 380В есть в брошюрах АББ, ищите у них на сайте.
если в задании на диплом у вас именно такая сеть то связываетесь с продавцами оборудования АББ и просите
сказать цену на конкретную модель фильтра. если же сеть высоковольтная - 6кВ и выше это сложнее. серийно такое оборудование не делают, это индивидуальные проекты. Можно условно суммировать стоимость силового трансформатора, емкости, и частотного привода(в качестве 3-х фазного инвертора) на необходимую вам мощность, и отметить что так сделано по согласованию с руководителем диплома в виду отсутствия серийно выпускаемого оборудования.
Цены на монтажные и пусконаладочные работы берете с аналогичного оборудования.
выразив потери в денежном эквиваленте и имея стоимость оборудования можете оценивать технико-экономические показатели и делать выводы.

[syoma]

При компенсации гармоник и дисбаланса токов(еще одна задача АФГ) напряжение звена постоянного тока будет очень нестабильно, так как именно там будет запасаться необходимая энергия и в нужные моменты генерироваться в сеть.
А так как значительные отколонения напряжения звена постоянного тока чреваты повреждением инвертора или невозможностью контролировать ток в нем, то в АФГ всегда присутствует контроллер звена постоянного тока, который стремится поддерживать напряжение на пост. уровне. Но если этот контроллер будет очень сильный, то пульсаций в звене пост. тока не будет, и таким образом гармоники компенсироваться тоже будут плохо.
Из-за этого емкость С должна выбираться максимально большой в разумных пределах, чтобы иметь возможность не сильно давить пульсации на нем, но в то же время чтобы инвертор работал нормально и не срабатывала защита.
Дроссель L - вообщето там одного дросселя недостаточно - нужен LCL фильтр, чтобы пульсации тока не попадали в сеть - можете посмотреть соотв. схемы ABB и т.д.
Задача такого фильтра преобразовать прямоугольное напряжение не клемах инвертора в ток с задаными пульсациями. Задаетесь частотой работы инвертора и вперед.

В матлабе есть демо power_3levelVSC в SimPowerSystems - можете там посмотреть для начала.

[carliker]

При компенсации гармоник и дисбаланса токов(еще одна задача АФГ) напряжение звена постоянного тока будет очень нестабильно, так как именно там будет запасаться необходимая энергия и в нужные моменты генерироваться в сеть.
А так как значительные отколонения напряжения звена постоянного тока чреваты повреждением инвертора или невозможностью контролировать ток в нем, то в АФГ всегда присутствует контроллер звена постоянного тока, который стремится поддерживать напряжение на пост. уровне. Но если этот контроллер будет очень сильный, то пульсаций в звене пост. тока не будет, и таким образом гармоники компенсироваться тоже будут плохо.
Из-за этого емкость С должна выбираться максимально большой в разумных пределах, чтобы иметь возможность не сильно давить пульсации на нем, но в то же время чтобы инвертор работал нормально и не срабатывала защита.
Дроссель L - вообщето там одного дросселя недостаточно - нужен LCL фильтр, чтобы пульсации тока не попадали в сеть - можете посмотреть соотв. схемы ABB и т.д.
Задача такого фильтра преобразовать прямоугольное напряжение не клемах инвертора в ток с задаными пульсациями. Задаетесь частотой работы инвертора и вперед.

В матлабе есть демо power_3levelVSC в SimPowerSystems - можете там посмотреть для начала.

Можете посоветовать какую-либо литературу, где привидены примеры расчетов или хоть формулы есть. А как задаться частотой работы? По каким критериям ее выбирать?

ZVA, я не энергетик, а физико-техник.

Сообщение отредактировал carliker - Aug 27 2009, 08:54

[syoma]

www.ieee.org и google
Ищите по критериям - active harmonic filter или harmonic compensation
На форуме есть люди, которые могут статьи с IEEE скачать.

[carliker]

www.ieee.org и google
Ищите по критериям - active harmonic filter или harmonic compensation
На форуме есть люди, которые могут статьи с IEEE скачать.

Насчет ieee я уже кучу статей нашел, но почему то ни в одной нет информации о том какую частоту выбрать
в одной из тем вы писали что можете дать модель ("Схему вычисления компенсационного тока")? сейчас это возможно?

Сообщение отредактировал carliker - Aug 27 2009, 09:06

[syoma]

но почему то ни в одной нет информации о том какую частоту выбрать

Конечно, там и не будет - частота IGBT вообще не должна рассматриваться в активных фильтрах, так как АКФ авляется всего лишь вариантом инвертора, только включенного задом наперед по сравнению с тем же Частотным преобразователем, вместо мотора у него - дроссели и сеть, а выпрямитель за ненадобностью убрали.
Поэтому все вещи, справедливые для инверторов вообще - справедливы и для АКФ - частота переключения, топологии, выбор транзисторов и т.д.
Поэтому частоту выбирать надо при разработке инвертора, а не при разработке АКФ - инвертор у вас уже должен быть готовый.

Вот как работает один из стандартных методов по коменсации гармоник.
Этот метод компенсирует все - Гармоники, реактивную мощность, дисбаланс токов.

В SimpowerSystems в матлабе есть блоки, которые делают DQ преобразование напрямую.
Так что можете легко нарисовать модель по данному алгоритму в матлабе и промоделировать, как она работает.

Прикрепленные файлы

 DQ_Vector_Control_Specification.doc ( 121.5 килобайт ) Кол-во скачиваний: 338

 

[carliker]

Конечно, там и не будет - частота IGBT вообще не должна рассматриваться в активных фильтрах, так как АКФ авляется всего лишь вариантом инвертора, только включенного задом наперед по сравнению с тем же Частотным преобразователем, вместо мотора у него - дроссели и сеть, а выпрямитель за ненадобностью убрали.
Поэтому все вещи, справедливые для инверторов вообще - справедливы и для АКФ - частота переключения, топологии, выбор транзисторов и т.д.
Поэтому частоту выбирать надо при разработке инвертора, а не при разработке АКФ - инвертор у вас уже должен быть готовый.

Вот как работает один из стандартных методов по коменсации гармоник.
Этот метод компенсирует все - Гармоники, реактивную мощность, дисбаланс токов.

В SimpowerSystems в матлабе есть блоки, которые делают DQ преобразование напрямую.
Так что можете легко нарисовать модель по данному алгоритму в матлабе и промоделировать, как она работает.

Прощу прощение за назойливость, но может быть у Вас есть информация (желательно на русском) для расчета инверторов? И как вообще выбрать инвертор? Какие критерии? Есть ли инфа по его выбору?

Сообщение отредактировал carliker - Aug 27 2009, 11:17

[syoma]

У меня нету - для нас инверторы делает другая фирма. По выбору - максимальный ток, напряжение. Трехфазный IGBT мост из 6 транзисторов с обратными диодами. Заходите на сайт: http://www.semikron.com/internet/index.jsp?sekId=361
и выбираете. Там-же куча инфы по применению и расчетам.

[carliker]

Огромное спасибо. А не могли бы вы дать план действий, из условия что мне надо разработать активный фильтр гармоник. Какие данные мне нужны для начала работы?

[syoma]

Идите от упрощенных вещей к более сложным.
Сначала считайте, что инвертер это просто идеальный источник тока и все. Без всяких IGBT и дросселей. В Матлабе постройте модель сети, нагрузки и активного фильтра в виде такого источника тока.
Нарисуйте там-же модель расчета компенсационного тока, как я дал, и пусть она упровляет источником тока.
Моделируя различные нагрузки - проверяйте вашу модель на качество компенсации. Вы получите прикольные картинки токов до компенсации и после компенсации. Также увидите ограничения данной технологии.
На втором этапе заменяете источник тока инвертором и дросселями и собираете в матлабе схему управления инвертором, чтобы она контролировала ток инвертора и он соответствовал заданному компенсирующему току. Для этого в инете наройте алгоритмы управления инверторами и выберите самый легкий для реализации(это будет какой нибудь Bang-Bang, в котором простые компараторы сравнивают токи инвертора с заданными токами и переключают ключи).
проверяете, чтобы ваш инвертор генерировал хотябы синусоиду с более меннее приемлемыми пульсациями.
Не забываете поставить ПИ- контроллер напряжения звена пост. тока, чтобы ваш инвертор сам себя не разряжал.

Ну и на третем этапе собираете все вместе и смотрите как все это будет работать. Будет намного хуже.
Это только план для моделирования.
Для этого этапа вам понадобится MATLAB, Simulink и SimPowerSystems.
Пока не сделаете первый этап моделирования и не покажите всем результаты - рассказывать дальше не буду.

[carliker]

Нарисуйте там-же модель расчета компенсационного тока, как я дал, и пусть она упровляет источником тока.

Где вы эту модель дали?

[syoma]

Я Вам дал описание алгоритма в 14-м сообщении. По нему и постройте модель. С английским проблемы?

[carliker]

Я Вам дал описание алгоритма в 14-м сообщении. По нему и постройте модель. С английским проблемы?

Сори, я просто проглядел. С английским не то чтобы проблемы, но некоторые сложности...)) лучше бы конечно на русском)
И кстате, вот вы сказали что частоту вы не выбираете, покупаетет готовые инверторы, но все равно ведь критерии выбора есть? не ниже какой-то, и на че она будет влиять?

Сообщение отредактировал carliker - Aug 27 2009, 12:43

[ZVA]

Огромное спасибо. А не могли бы вы дать план действий, из условия что мне надо разработать активный фильтр гармоник. Какие данные мне нужны для начала работы?

CARLIKER, разработка целиком активного фильтра сложная задача, не для дипломного проекта.
задача создания САФ состоит из трех составных частей.

1. я называю это энергетика - топология активного фильтра. задай себе вопрос - что ты хочешь фильтровать гармоники тока или напряжения? А может хочешь сделатьуниверсальный кондиционер качества электроэнергии. задай следующий вопрос - какая у тебя сеть? трех проводная или может с нулевым проводом?
а может быть однофазная? ты уже знаешь что у тебя источник гармоник? какой уровень гармоник?

2. это силовая электроника. структура и схема источника компенсирующего воздействия. это собственно трехфазный инвертор. а теперь ответь знаеш ли ты что такое ШИМ и как при помощи его сформировать несинусоидальное периодическое напряжение? инвертор может работать в режиме источника эдс или источника тока какой для тебя лучше? а еще применяются многоуровневые инверторы. задающий сигнал для ШИМ должен при помощи PLL синхронизироваться с сетью, тебе это что то говорит? есть ли у тебя опыт разработки измерительных цепей для согласования и гальванической развязки токов и напряжений и стыковки с АЦП? Опыт разработки или применения драйверов для управления силовыми транзисторами? а может уже расчитывал снаберные цепи или схемы защиты от аварийных режимов инверторов?

3. это собственно система управления. тут вопросов немного. что такое ТАУ? методы пространства состояний? ортогональные сигналы и преобразование фурье?D-Q преобразование? что такое p-q теория? DSP? методы цифровой обработки сигналов?

посмотрел? и скажи сколько дипломов и кандидатских можно написать пока сделаешь САФ?
недаром SYOMA говорит "инвертор не делаю", он специалист в системах управления.

вывод: для диплома можно взять небольшой кусочек из выше перечисленного
сформулировать тему диплома. Например "Выбор схемы, расчет и моделирование силовой части инвертора САФ". А потом задавай конкретные вопросы. ответим.

почитай: Зиновьев Г.С. Основы силовой электроники: Учебное пособие.-Новосибирск. 2004. где то в инете говорят лежит. Сам не искал у меня бумажная версия.

[syoma]

Не, ZVA, подожди.
Мне просто давно надо наглядное пособие сделать, да руки не доходят. А тут - студент подворачивается. Не отговаривай.
То, что я ему посоветовал, считаю на 100% пройдет как дипломная или даже магистерская работа. В конце ведь не смысл получить готовое устройство, а что- то на бумаге. А если это что-то будет на компьютере еще и графики красивые рисовать, то любой проф такую штуку себе захочет. Я знаю - я уже не одного студента выходил - сейчас все профики в ВУЗах от такого тащатся.
А красивые графики я обещаю, например вот такой:
Это результат компенсации тока электродуговой печи фильтром гармоник - 1ый - токи печи, 2-ой - токи компенсатора, 3-ий - ток в сети, 4-ый это то самое DQ преобразование.
Картинка ж неплохая? И получится у человека за месяц работы с Матлабом. Диплом в кармане.
Инвертером тоже не нужно пугать - для того чтобы инвертор запахал в моделировании много не нужно, вон даже в матлабе полно примеров - раз, два, компаратор и потрещал миленький. Какая частота, какой Dead-time? Это никого не заинтересует.

А дальше для разработки по этому готового устройства, конешно побольше времени нужно, но этим уже совершенно другие люди заниматься будут.

Так что это под силу каждому, кто хочет.

И кстате, вот вы сказали что частоту вы не выбираете, покупаетет готовые инверторы, но все равно ведь критерии выбора есть? не ниже какой-то, и на че она будет влиять?

Вот промоделируешь и узнаешь

[ZVA]

Не, ZVA, подожди.
Мне просто давно надо наглядное пособие сделать, да руки не доходят. А тут - студент подворачивается. Не отговаривай.
тоже не нужно пугать - для того чтобы инвертор запахал в моделировании много не нужно, вон даже в матлабе полно примеров ..skip..
Вот промоделируешь и узнаешь

syoma, да как я могу отговаривать! у самого в этом году было два дипломника из этой области. просто тема необьятная. пусть человек определиться конкретнее. А матлаб, даже с нуля, за время дипломирования осваивается на ура. Главное базовые знания иметь - ТОЭ, ТАУ, Промэлектроника.

[carliker]

Спасибо за советы, сегодня все обговорю с руководителем. По-тихоньку начал юзать матлаб, до этого был небольшой опыт работы, но ,к сожалению, не с SimPowerSystem.
ZVA, тема предложенная Вами очень интересная, как раз то что надо!

[syoma]

Тема может точно также называться "Расчет и моделирование 3-х фазного АФГ и корректора коэфициента мощности в среде МАТЛАБ"

Для начала установите МАТЛАБ, Симулинк и SimPowerSystems. Для людей, знакомых хотя бы с Electronic Workbench, не говоря уже о Pspice сразу будет все понятно.
Например идеальный контролируемый источник тока выглядит в SimPowerSystems вот так:
http://www.mathworks.com/access/helpdesk/h...rentsource.html

[carliker]

Например идеальный контролируемый источник тока выглядит в SimPowerSystems вот так:
http://www.mathworks.com/access/helpdesk/h...rentsource.html

Я вот че то не могу понять, а как им управлять? И что такое там блок constant? что он делает?

[ZVA]

Я вот че то не могу понять, а как им управлять? И что такое там блок constant? что он делает?

на вход s УИТ подается входной сигнал, а на выходе будем иметь ток пропорциональный входному сигналу и независящий от сопротивления нагрузки.
блок констант создает смещение на 1 для модулирующего сигнала 5Гц.

Уважаемый syoma, эти вопросы сразу говорят о уровне carliker. и противоречат вашему высказыванию " Для людей, знакомых хотя бы с Electronic Workbench, не говоря уже о Pspice сразу будет все понятно."
Подскажите ему для начала что ему почитать попроще и на русском. была книжка типа лабораторные работы в матлабе по силовой электронике кажется санкт-питерская, но точнее я непомню. Может у вас есть?

[syoma]

Последнюю книжку по МАТЛАБу я еще как был студентом - выбросил из-за неактуальности. Пока эти книжки выходят уже есть новые версии продуктов, в которых куча новых функций, а книжки о них не знают. Поэтому такие продукты как Матлаб изучаются по хэлпу.
А уж MATLAB ,я думаю все со мной согласятся, - всегда славился своим хелпом - там все разжевано и с примерами.

И что такое там блок constant? что он делает?

Ув. Carliker, лично мне кажется, что вам лень этим заниматься. Поймите, готовых результатов по этой теме вам никто не даст. Схему тоже не нарисует. Надо самому головой 10 раз подумать, поизучать проблему, прежде чем задавать такой вопрос на форуме. А то желание отвечать пропадает сразу и на долго.

[carliker]

Уважаемый syoma, эти вопросы сразу говорят о уровне carliker. и противоречат вашему высказыванию " Для людей, знакомых хотя бы с Electronic Workbench, не говоря уже о Pspice сразу будет все понятно."

В Electronic Workbenh мне приходилось работать, и не скажу что я его не знаю (целый год в нем приходилось работаь, так как лабы были). И вот не надо сравнивать Matlab с EWB, это тоже самое что сравнивать велосипед и машину, они же оба ездят.

Ув. Carliker, лично мне кажется, что вам лень этим заниматься. Поймите, готовых результатов по этой теме вам никто не даст. Схему тоже не нарисует...

Просто я сейчас на заводе, тут у меня нет матлаба (пока нет) и сохранить информацию (вынести с завода) нельзя, дома интернета нет, на форум захожу через телефон. Поэтому хочу разобраться поподробнее, что за выходные сделать хоть что то.

ZVA, в универе я изучал ядерную физику, но вот так получилось, для того чтобы получить хорошую работу надо написать диплом в области энергетики, приходиться разбираться. В универе нам преподавали: Электронику (тупо рассказали что такое резисторы, кондеры, диоды, теристоры и т.д.), ТОЭ было 1 семестр, ТАУ два года (хоть что то в тему), последний год было ТКиТУ (телеконтроль и телеуправление), а все остальное это какие нибудь датчики температуры влажности, расхода. много было программирования, политика у нас на кафедре такая, дать минимум знаний все остальное пускай сами изучают. В матлабе мы работали тоже очень мало, буквально часов 10 (работали с цифровыми и аналоговыми фильтрами) и то это работой не назавешь. Так, что не надо опускать.
Желание работать есть, интерес тоже появился.

[NGK]

Уважаемый carliker
Теория неактивных мощностей в сети, их расчет и компенсации хорошо изложена в

Зиновьев Г. С. Прямые методы расчета энергетических показателей вентильных преобразователей. - Новосибирск: Изд-во Новосибирского Университета. - 1990.

Рекомендую пролистать, как минимум. Математика не очень простая, но доступная. Вообще рекомендую поискать работы этого автора, т. к. по неактивным мощностям у него много хороших работ. Его "Основы силовой электроники" можно скачать по ссылке (осторожно! rar-архив 5 МБ) книга.

[carliker]

Уважаемый carliker
Теория неактивных мощностей в сети, их расчет и компенсации хорошо изложена в

Зиновьев Г. С. Прямые методы расчета энергетических показателей вентильных преобразователей. - Новосибирск: Изд-во Новосибирского Университета. - 1990.

Рекомендую пролистать, как минимум. Математика не очень простая, но доступная. Вообще рекомендую поискать работы этого автора, т. к. по неактивным мощностям у него много хороших работ. Его "Основы силовой электроники" можно скачать по ссылке (осторожно! rar-архив 5 МБ) книга.

Огромное спасибо за совет, обязательно почитаю.

[carliker]

У кого есть модель в Simulink активного кондицонера любова с инвертером управляемым ШИМ

[injener]

Посмотрите программу PSIM. Программа заточена под силовую электронику и привод, позволяет посмотреть энергетику системы. В ней есть масса готовых примеров (выпрямители, инверторы, ИППН, НПЧ...) Есть и активный фильтр.

[carliker]

Посмотрите программу PSIM. Программа заточена под силовую электронику и привод, позволяет посмотреть энергетику системы. В ней есть масса готовых примеров (выпрямители, инверторы, ИППН, НПЧ...) Есть и активный фильтр.

спасибо, сейчас гляну.

[ackbender]

в пакете Matlab 7.7 именно в симулинке есть демка трехфазного АФГ столкнулся с той же проблемой такая же тема диплома и точно те же проблемы...

[syoma]

в пакете Matlab 7.7 именно в симулинке есть демка трехфазного АФГ столкнулся с той же проблемой такая же тема диплома и точно те же проблемы...

Мне аж интересно стало - облазил весь Simulink и SimPowerSystems - ничего похожего не нашел. Matlab 7.7 - это имеется ввиду R2008b?

[injener]

И у меня нет. Было интересно, хотя матлабом и не пользуюсь. Может Вы имеете в виду примеры от книги Германа-Галкина? У меня есть две его книги - "Силовая электроника" и 2я - про электропривод, но дискеты с примерами где-то затерялись... :-(

[carliker]

Вообще у меня есть диссертация из Малазийского университета человека по имени Tan Perng Cheng. Сейчас я собираю MatLab модель по ней. Не могу ее довести до ума, может быть кто нибудь этим займется?
Выкладываю саму работу, и модель в Матлабе собранаю мною, но ее надо проверять....

Работа: http://disk.tom.ru/1lze83h
Моель: http://disk.tom.ru/816fbc6

ackbender,
Там модель не фильтра, а синхронного статического компенсатора
Вызывается из командной строки: power_statcom_gto48p
Суть то конечно та, но в целом это не совсем то что надо...

Сообщение отредактировал carliker - Dec 10 2009, 06:24

[injener]

Интересно девки пляшут, как говорил подполковник Староконь в сериале "Солдаты" . Кто же, кроме Вас, знает все тонкости своей работы и кому, как не Вам доводить ее до логического завершения? Мне кажется (простите, если это не так), что Вам просто лень заниматься своей дипломной работой и Вы мечтаете, чтобы кто-нибудь сделал ее за Вас. Извините, если ошибаюсь

[carliker]

просто не все делается так легко, иногда бывает что уперся и не можешь найти решение. К тому же за все обучения опыта в работе с матлабом практически не было, тонкостей не знаю.

Ну так что, кто готов работать сообща? Одна голова хорошо, а две лучше ))

Сообщение отредактировал carliker - Dec 10 2009, 06:57

[injener]

У меня есть следующие соображения:
1. Все-таки работать нужно в той среде, в которой есть навыки.
2. Лучше все-таки делать работу самому, а на обсуждение выносить возникшие вопросы.
3. Я чуть выше предлагал использовать программу PSIM, а в соседнем форуме есть ссылка, по которой ее можно скачать. Там уже есть готовое решение активного фильтра. К тому же это немного понятнее матлаба


Эх! И мне бы так: прислал бы кто-то программу СИФУ под микроконтроллер и сэкономил кучу времени, которого и так не особенно...

Сообщение отредактировал injener - Dec 10 2009, 07:25

[carliker]

у нас на четвертом курсе был курсач по электроники, разработка системы управления нагревателем, у меня там было СИФУ. Писали прогу для контролера и железо считали

[syoma]

Работа: http://disk.tom.ru/1lze83h
Моель: http://disk.tom.ru/816fbc6
[

Я ж Вам говорил, что могу помочь, но чего - то вы меня не слушали...
По поводу модели - сразу замечания -
1. Блоксхемы надо рисовать правильно - входы в блоках должны находиться слева, а выходы справа, а не наоборот как у Вас в половине блоков. Даже если диаграма будет плохо выглядеть - так надо делать.
2. Выкиньте всю фигню типа блоков Shunt_APF и Fixed-Band Hysteresis Controller, и замените все это на Controlled Current Source.
3. Вы Simulation Start хоть раз нажимали? Забудьте пункт 2 и выкиньте все, что касается АКФ и оставьте только эл. модель нагрузки. Промоделируйте, что у вас есть и выложите модель с результатами. Используйте Sinks/Scope чтобы мы могли увидеть Ваши токи и напряжения.
4. Блок Passive HPF можете тоже пока выкинуть - он вам только мешает.
5. В блоке Distribution Source оставтье только ид. источник напряжения а всю дребедень с трансформатором и сопротивлением линии выкиньте - они только мешают стабильности системы.
6. Когда промоделируете полностью электрику нагрузки поговорим дальше.

PS Работа: http://disk.tom.ru/1lze83h - пакет не найден. Залейте, а то принцип работы вашего АКФ будем долго выяснять.

[carliker]

http://disk.tom.ru/1z1ae3x
залил работу

syoma, вот модель, и токи http://disk.tom.ru/jv2apku
Сделал вроде так как вы советовали...

Есть вопрос, что лучше всего использовать в качестве нелинейной нагрузки?

Сейчас к сожалению рабочий день заканчивается. Что теперь сделать? Не могли бы вы дать далнейшие указания, завтра утром сразу же займусь этим

Сообщение отредактировал carliker - Dec 14 2009, 12:30

[syoma]

По нелинейной нагрузке - это пойдет.

Но чего-то мне результат по токам не нравится. Ток должен вроде как только один раз за период появляться в виде горки. Похоже на то, что шаг моделирования слишком большой. Зайдите в Powergui (в модели слева вверху) и измените Simulation type на Discretize electrical model. Поставте там шаг, например 1e-6. Посмотрите, что получится.

Заливайте не рисунки а модель - она за 3секунды моделируется.

[syoma]

Точнее 2 раза за период - позитивный и негативный.

Кстати, поднял дипломные работы на нашей фирме. Хоть и идея с однофазными фильтрами вымерла еще 15лет назад, но кое какие результаты остались.
Короче есть пара методов выделения гармоник, которые полегче будут, чем этот Ваш TAN PERNG CHENG написал.
1. Компенсировать просто весь ток, что потребляется нагрузкой, но за минусом того тока, который будет генерировать контроллер звена пост. тока для поддержания напряжения конденсатора на пост. уровне. Тогда будет компенсироваться и гармоники и реактивный ток, но емкость конденсатора звена пост. тока должна быть сравнительно большой
2. Использовать т.н. Notch фильтр 2-го порядка. Этот фильтр должен быть настроен на 50гц. Надеюсь принцип понятен - отфильтровать 1ую гармонику. Тогда все остальное пойдет на компенсацию. Но активная компонента и фундаментальная реактивная компонента компенсироваться не будут.

[carliker]

Вот выложил модель, точнее архив с моделью, т.к. чисто модель не получается выложить, пишет что запрещено выкладывать фалы такого типа.

Я тут еще одну модель нашел, вроде как она проще, единственно, никак не могу понять системы управления....

Сообщение отредактировал carliker - Dec 15 2009, 04:29

Прикрепленные файлы

 New1.rar ( 9.91 килобайт ) Кол-во скачиваний: 26
 SinglePhase_ActivePowerFilter.rar ( 12.83 килобайт ) Кол-во скачиваний: 28

 

[carliker]

Вот еще что хотел попросить, может ктонибудь скачать статью с IEEE ?

Single-Phase Resonant Converter with Active Power Filter
http://ieeexplore.ieee.org/xpl/freeabs_all...rnumber=4147897

[carliker]

Все статью уже скачали)

[syoma]

Я тут еще одну модель нашел, вроде как она проще, единственно, никак не могу понять системы управления....

Клацните на блоке FEEDBACK CONTROL правой кнопкой и затем Look under Mask. Увидите что внутри.



То, что я и говорил - этот фильтр работает по первому типу - то есть компенсирует все, за исключением тока, который генерируется контроллером звена пост. тока.
В простых словах: Напряжение на конденсаторе АКФ сравнивается с заданным значением (650В). Разница подается на ПИ-контроллер, который выдает амплитуду тока Ism*, необходимого, чтобы поддерживать напряжение на кондере на постоянном уровне. Ism* умножается на сетевое напряжение, чтобы получить синусоидальный активный ток для заряда конденсатора. По сути это активная часть тока,потребляемого нагрузкой из сети. Его компенсировать не надо. Поэтому из этого тока Is* вычитается ток нагрузки Icon. Полученный ток Ic* будет содержать только гармоники и реактивный ток. Это и есть ток, который нужно сгенерировать фильтру.
Дальше стоят два сумматора, которые создают гистерезис, чтобы транзисторы не так часто клацали и компараторы для сравнения заданного тока с током инвертера. Если ток превышает пороговое значение - ключи переключаются. Вот вам и управление инвертером готово.

Перед вами готовая схема однофазного активного фильтра гармоник. Даже работает с первого раза.

Единственное, что это гистерезисное управление инвертером сделано неправильно - там транзисторы клацают где-то на сотнях килогерц. Но уж это Вы можете исправить.

Исправил. Теперь действительно работает. Гистерезис задается в блоке Relay. Чем меньше гистерезис, тем чаще переключаются транзисторы и лучше компенсация.

Прикрепленные файлы

 SinglePhase_ActivePowerFilter.zip ( 13.66 килобайт ) Кол-во скачиваний: 35

 

[carliker]

Спсибо за подробное разъеснение. Теперь вопрос по расчетам, как расчитывается конденсатор фильтра, и выходная индуктивность? И еще че то если ставить в блоке релай значения -1 и +1, не работает (

Сообщение отредактировал carliker - Dec 18 2009, 06:04

[carliker]

Все работает, это у меня были проблемы с матлабом(
И еще возник вопрос по расчету Кр и Ки Пи-регулятора

Сообщение отредактировал carliker - Dec 18 2009, 07:09

[syoma]

Теперь вопрос по расчетам, как расчитывается конденсатор фильтра, и выходная индуктивность?

С индуктивностью все просто - если Вы поиграетесь ее размерами, то обнаружите, что чем она больше, тем меньше dI/dT на выходе фильтра и частота переключения IGBT будет падать. Но тут есть предел. Начиная с определенной величины dI/dT будет настолько маленькой, что ток инвертора не будет поспевать за заданным током и соответственно компенсации не будет.
Например в худшем случае, когда сетевое напряжение находится в пике и имеет 324В, а напряжение инвертора равно +650В, напряжение на клемах индуктивности равно 650-324=326В - это минимальное напряжение, которое будет приложено к индуктивности вообще.
dI/dT в этом случае получается по простой формуле: dI/dT=U/L=324/100e-5=324000A/сек. Вроде бы до фига, ан нет. Посчитаем для примера dI/dT простой синусоиды 50-ой гармоники с амплитудой хотя бы 10А - производная A*sin(2pi*F*t) равна A*2pi*F*cos(2pi*f*t). В худшем случае cos равен 1 и мы получаем: 10*2*3.14*50Гц*50(гарм)=157000А/сек.
Вывод прост: при данных значениях индуктивности и напряжения на конденсаторе фильтра мы можем компенсировать 50 гармонику с амплитудой максимум 20А. Дальше либо надо напряжение на конденсаторе увеличивать либо индуктивность уменьшать. То есть тут конкретная зависимость.
Кстати нельзя забывать, что гармоники могут очень интересно накладываться друг на друга. То есть если фазы гармоник совпадают, то результирующие dI/dT будут суммироваться! И может случиться так, что уже определенные комбинации более низких гармоник уже будут превышать возможности фильтра. Мы с этим сталкивались много раз на практике.
Так что надо выбирать копромис.

[carliker]

Ясно, а можно ли как нибудь например посчитать индуктивнось опираясь на максимальную частоту переключения IGBT (допустим максимальная частота 10КГц тогда максимальная индуктивность ХХ Н)?
а как быть с коэффициентами регулятора?

Сообщение отредактировал carliker - Dec 18 2009, 09:55

[syoma]

Все ясно, а как же быть с коэффициентами регулятора?

Ну тут немного сложнее. В идеале Кп должно быть равно 0 а Kи как можно меньше, чтобы контроллер не реагировал на всплески или провалы напряжения на конденсаторе изза компенсации гармоник. Но тогда емкость конденсатора должна быть огромна, пока интегратор среагирует и восстановит напряжение на нем.
При ограниченной же емкости основная проблема в том, что напряжение на конденсаторе должно находиться в заданных пределах - не ниже того, что необходимо для нормальной компенсации как я написал постом выше. Тем более не ниже сетевого выпрямленного напряжения - иначе будет неконтролируемый заряд через диоды транзисторов. Максимальное напряжение обычно ограничено макимально допустимым рабочим напряжением конденсаторов или транзисторов, что ниже.
Опять же можете поиграться - если контроллер звена пост. не будет достаточно расторопным, то напряжение на конденсаторе при резком изменении характера нагрузки может прилично просесть или вырости. А реальности это приведет к отключению фильтра схемами защиты от недо/перенапряжения.
Но с другой стороны, если коэфициенты будут большие и контроллер будет компенсировать любое изменение напряжения на конденсаторе, то компенсация гармоник будет очень плохой.
Так что опять компромис.

ПС Судя по опыту и публикациям неплохо в этой области себя зарекомендовали т.н. нелинейные ПИ-контроллеры. Смысл прост - если напряжение на конденсаторе находится в определенных заданных пределах - контроллер слабый и не мешает компенсации. Но если напряжение выходит за пределы, но еще не достигло порогов отключения - воздействие контроллера усиливается во много раз с тем, чтобы вернуть напряжение обратно в пределы. О компенсации гармоник в этом случае не думают - главное, чтобы инвертор не отключился.

[carliker]

А можно ли поробывать такой Нелинейный ПИ-контроллер в Матлабе смоделировать?

[syoma]

Ясно, а можно ли как нибудь например посчитать индуктивнось опираясь на максимальную частоту переключения IGBT (допустим максимальная частота 10КГц тогда максимальная индуктивность ХХ Н)?

В данном примере используется слишком простой гистерезисный принцип управления инвертером - в нем частота переключения транзисторов не постоянна и зависит от индуктивности и установленных токовых порогов переключения. Частота переключения здесь непостоянна. Если бы был ШИМ - было бы проще. А так надо смотреть на среднюю частоту за период и выбирать индуктивность и размеры порогов.
Так что лучше не заморачивайтесь пока. Ведь тут кроется огромный компромис. Сейчас у вас весь ток инвертора(такой красивый пилообразный) идет в сеть. В реальности так нельзя - его надо фильтровать . И вот тут начнется мудрежка с порогами гистерезиса, индуктивностью, частотой и т.д.
Подсказка - алгоритм управления инвертером придется выкинуть сразу. Для начала посмотрите спектр тока инвертера с примера и подумайте каким фильтром его отфильтровать, чтобы еще гармоники компенсировались.

А можно ли поробывать такой Нелинейный ПИ-контроллер в Матлабе смоделировать?

Конечно, проблем быть не должно.

[carliker]

Что то я перерыл столько литературы и нигде не могу найти внятного ответа на вопрос: как расчитать емкость конденсатора? Про "компромис" все понятно, да вот только это на словах можно преподу рассказать, а как же это все оформить в дипломе?
И кстате, насчет расчета пасивного фильтра, я думаю можно поставить LC фильтр настроенный на 3 и 5 гармонику?

Сообщение отредактировал carliker - Dec 21 2009, 06:33

[carliker]

А лучше всего наверное поставить полосовой фильтр, только вот понятия не имею как их считать

[тау]

: как расчитать емкость конденсатора? Про "компромис" все понятно, да вот только это на словах можно преподу рассказать, а как же это все оформить в дипломе?

Попробуйте обосновать так: энергия заряженной емкости должна за период сети обеспечить компенсацию всех гармоник, можно с запасом Кз=2..5. А энергия всех гармоник в периоде (якобы) не должна превышать энергии первой гармоники 50 Гц. Имхо.

[syoma]

График тока инвертера приведен на рисунках.


Здесь красный - заданный ток, который должен сгенерить инвертор.
Голубой - ток в дросселе инвертера
Желтый и розовый - соответственно пороги срабатывания гистерезисного компаратора. В данном случае +-10А
Примечание: индуктивность здесь большая, чтобы лучше ток инвертора было видно

Для описания работы инвертора нужно добавить источник сетевого напряжения со стороны сети. Тогда все очень просто.Схемы инвертора при различных замкнутых ключах:


Источник сетевого напряжения Un включен между дросселем L и другой ногой инвертора.
Конденсатор Cc заряжен до напряжения Uc, которое заведомо выше, чем сетевое напряжение. Прудположим, что конденсатор имеет бесконечно большую емкость и зарядом/разрядом моджно пренебречь
Тогда, если транзисторы VT1 и VT2 открыты а VT3 и VT4 закрыты, то см средние рисунок
В этом случае ток инвертера Iinv может быть задан так: dIinv/dt=(Un-Uc)/Lc. Если Uc выше чем Un то правая часть уравнения будет отрицательной и ток будет уменьшатся (если мы выбрали направление тока от сети к инвертеру.). Это видно на графиках
Если же транзисторы VT3 и VT4 открыты а VT1 и VT2 закрыты, то ситуация противоположная (нижний рисунок)
В этом случае конденсатор подключен задом наперед и dInv/dt=(Un-(-Uc))/Lc=(Un+Uc)/L. То есть dInv/dt будет положительная и ток в дросселе будет увеличиваться.
Это опять же видно из графика. Ток инвертера всегда либо увеличивается либо уменьшается.
Теперь насчет формирования импульсов управления. Как стало понятно этих импульсов нужно всего два, так как VT1 и VT2(VT3 и VT4) должны включаться одновременно. Если же учесть, что они включаются в противофазе, то достаточно всего одного импульса с значениями 0 или 1. При значении 0 VT1 и VT2 должны быть включены а VT3 и VT4 отключены. И наоборот при значении 1 VT3 и VT4 должны быть включены а VT1 и VT2 отключены.
Формирование этого импульса происходит очень просто компаратором с гистерезисом - смотри график. Если ток инвертера превышает заданный ток + гистерезис, компаратор переключается с 1 на 0 и ток в дросселе начинает уменьшатся. Как только он достигнет заданного тока - гистерезис, компаратор переключается с 0 на 1 и ток в инвертер будет возрастать. Далее данный процесс повторяется.

Извините, что текст далеко не художественный, но я думаю достаточно для пояснения.

ПС Кстати на втором рисунке прекрасно видно, чем ограничевается максимальная индуктивность - ток инвертора еле-еле поспевает за заданным током и в течении продолжительного времени инвертор не переключается вообще!

[carliker]

syoma, теперь понятно, поправлю записку. Есть ли еще какие либо замечания по уже написанному?

Я тут почитал диссертацию которую выше выкладывал, там есть расчет коэффициентов регулятора, расчет емкости и ввыходного дроселя инвертора, но что значения полученные по этим формулам никак не подходят для моей модели.

В моей модели емкость 8000мкФ, и не понятно как она посчитано, перепробывал уже кучу разных формул, ничего.....
по расчету коэффициентов регулятора, в диссертации тоже приведен пример расчета, но если свою систему пересчитаю по тому методу, коэффициент Кп получается 1,5.....при таком коэффициенте система ужасно работает...Опытным путем были подобраны коэффициенты Кп=0.32 Ки=0.3, при таких значения THD=0,89%

Сообщение отредактировал carliker - Dec 21 2009, 10:17

[carliker]

еще один вапрос, каким образом происходит заряд конденсатора до напряжения в два раза большего чем напряжение источника?

[carliker]

syoma, кстате, такой вопрос, а как получить временную диаграмму работы моего инвертора ? можно ли это в матлабе сделать?

Сообщение отредактировал carliker - Dec 22 2009, 06:52

[syoma]

еще один вапрос, каким образом происходит заряд конденсатора до напряжения в два раза большего чем напряжение источника?

До напряжения 500В(в 3х фазных сетях) (или 325В в однофазных, не важно) конденсатор зарядится через инвертор или через специальную схему предстартового заряда - как в мощных частотниках, чтобы не было больших токов. Принцип ее работы прост - в начальный момент времени инвертер отключен от сети и напряжение на конденсаторе равно 0ю Затем включается предстартовое реле и конденсатор медленно заряжается до выпрямленного сетевого напряжения через резистор и диодный мост. через пару десятков секунд реле отключается и включается главный пускатель, который и подключает инвертор к сети.
Ну а чтобы наглядно получить ответ на след вопрос задайте начальное напряжение на конденсаторе (в его диалоговом окне) например 500В.
А затем поглядите на форму напряжения на нем. Должно получиться как на след рисунке.

Это следствие работы того же контроллера звена пост тока. Когда напряжение слижком низкое он генерирует активный синфазный с напряжением ток, который и заряжает конденсатор.
Вы не в курсе, что таким образом конденсатор можно зарядить до заоблачных напряжений, которые намного больше питающих?

[carliker]

а вот кстате, выше вы мне писалии насчет индуктивности и емкости, что надо искать компромис...тут возник вопрос, могули я как нибудь заранее прикинуть какой максимальный ток инвертору придется компенсироват? ну допустим я смотрю THD схемы без фильтра, примерно считаю максимальный ток с учетом накладывания гармоник (если THD сотреть в виде таблице там пишется градусы). Допустим 3 гаромника 180градусов, далее смотрим 15 гармоника тоже 180 градусов, допустим у нас 3-я гармоника 30% от 1-ой (если первая 10А), следовательно 3 гармоника 3А, а например 15 гармоника 1 А, т.о. сумма 4А. И допустим что эта сумма максимальная нежеле сумма токов в других фазах? Т.е. мне можно расчитывать индуктивность и емкость из расчета что максимальный ток который придется компенсировать будет 4А ?

И еще один вопрос, все по тому же расчету емкости и дросселя: в прекрепленном файле вырезки из диссертации, формулы для расчета L и C. Не как не могу понять, что там за параметры взяты, и где мне их у себя посмотреть

Сообщение отредактировал carliker - Dec 22 2009, 09:11

Эскизы прикрепленных изображений

 

[syoma]

Ну в 3.3.3 уже есть ошибка в том, что т.н Driving Voltage across inductor не является напряжением звена постоянного тока. В вашей схеме напряжение на дросселе равно текущему мгновенному значению сетевого напряжения минус(плюс) напряжение звена пост.тока. То есть оно плавает в широких пределах Например, то что в диссертации на рисунке обозначено как +Vcf в Вашем случае будет от +325В(650 -325) до 975В (650 + 325) в зависимости от фазы сетевого напряжения. И наоборот -Vcf будет от -325 до -925В. Естественно скорость нарастания/спада тока будет разная в разное время периода - можете посмотреть по моделированию на пульсации тока - наклон тока инвертора будет меняться! А в диссертации это не указано.
Но в целом амплитуда пульсаций тока инвертора указана правильно. И опять же минимальное значение дросселя расчитать достаточно легко. Прикинем, что в Вашем случае Vcf=650V. Допустим мы хотим получить пульсации +-5А и максимальную рабочую частоту переключения IGBT - 20кГц. Тогда минимальное значение индуктивности дросселя будет 650/(2*(5+5)*20000)=1.625мГ
В принципе этим можно и ограничиться, так как эффект ограничения di/dt, который я описал при компенсации гармоник при такой высокой частоте весьма маловероятен. Только в паре случаев такое бывало.
А насчет емкости конденсатора я как раз собирался указать этот принцип баланса энергии. Ведь в приципе активный фильтр не может генерировать или потреблять активный ток в больших количествах, так как вся потребляемая или сгенерированная энергия должна куда-то идти или где-то запасаться. В данном случае это конденсатор звена пост. тока. И формула 1/2*C*V^2 - это стандартная формула энергии, запасенной в конденсаторе, который заряжен до определенного напряжения, а формула 3.2 слева - это энергия, которая высвободится или поглотится, если напряжение конденсатора будет изменяться. Как я уже говорил напряжение на конденсаторе не может превышать или быть меньше определенных значений. Снизу она ограничена минимумом амплитудой сетевого напряжения а сверху максимальным напряжением транзисторов или кондесаторов. То есть в нашем случае дельтаVcf - это 325В снизу или 900В сверху(если взять 2 электролит конденсатора последовательно по 450В). Разность квадратов напряжений меньше при 325В. поэтому возьмем ее для расчета. То что стоит справа в формуле - это должно быть энергия гармоник за полупериод - логично, так как за период она должна быть равна 0. То есть смысл, что при компенсации гармоник и реактивного тока заданной амплитуды, конденсатор не должен переразряжаться или перезаряжаться.
Кстати в тех случаях когда компенсируется в основнои реактивная мощность Il определяется в основном амплитудой реактивного тока а не гармоник. Но в общем случае, если мне не изменяет память Il должна считаться как геометрическая сумма по хитрой формуле - найдите сами.
Итак Vs=230В, Пусть Il = 100A например. Тогда емкость конденсатора должна быть не меньше (sqrt(2)*230*100*(0.02/2))/(325^2-650^2)=1026мкФ
Но что-то в этой формуле не так. Амплитуда пульсаций напряжения на конденсаторе меньше, чем расчетная. Надо разобраться....

[carliker]

Вот и получается что схема при такой маленькой емкости не будет работать как надо
Самое интересное что более менее нормально она начинает работать именно при L=5.12e-3 и С=8000мкФ, но вот почему.......
Вот еще одна статья, там рассчет емкости приводится, по моим расчетам там емкость получается около 2500мкФ, но если честно то я маленько не понял что там чем является.
В моей схеме частота переключения ключей порядка 30кГц (гистерезис 1 и -1), не так ли?

Сообщение отредактировал carliker - Dec 22 2009, 12:06

Эскизы прикрепленных изображений

 

[syoma]

Вот и получается что схема при такой маленькой емкости не будет работать как надо
Самое интересное что более менее нормально она начинает работать именно при L=5.12e-3 и С=8000мкФ, но вот почему.......
Вот еще одна статья, там рассчет емкости приводится, по моим расчетам там емкость получается около 2500мкФ, но если честно то я маленько не понял что там чем является.
В моей схеме частота переключения ключей порядка 30кГц (гистерезис 1 и -1), не так ли?

Наоборот при емкости 1026мкФ схема работает намного лучше чем ожидалось. Причем по моим прикидкам ошибка составляет где-то 2 раза. То есть тот эффект, что я увидел - должен получаться при 500мкФ.
Вот график работы инвертера при следующих условиях:
Lдр=1.625e-3 Г
Сф=1026e-6 Ф
Контроллер звена пост. тока отключен, чтобы не мешал. Напряжение на конденсаторе задано на уровне 710В, чтобы при компенсации оно уменьшилось до средних 650В.
На графике я подключаю индуктивность с током 100А RMS в момент Т=0.025с. Естественно она начинает полностью компенсироваться.

Как видно, напряжение звена пост. тока начинает пульсировать, но размах пульсаций не соответсвует моим ожидаемым провалам до 325В. А только достигает минимума 575В.

По поводу частоты - у меня с +-5А гистерезисом она соответствует формуле для расчета дросселя - 20кГц при 1.625е-3 Г

[carliker]

Вот что у меня получается с -+5А, С и L как вы сказали

Эскизы прикрепленных изображений

 

[carliker]

В 69 сообщения я привел вырезку из статьи по расчет емкости. Так вот, там формула имеет вид: Sn/(2*w*Udc*dUdc) где Sn - номинальная мощность, w - базовая частота (50Гц как я понял), Udc - максимальное напряжение на кондере, dUdc - пульсации напряжения на нем. получается, что : 10кВА/(2*50*650*8,5)=0.0180996 Ф
Что то помоему тут не так...

[syoma]

Вот что у меня получается с -+5А, С и L как вы сказали

Ну так все нормально тут работает. Искажения возникают из-за работы контроллера звена постоянного тока. Попробуйте его отключить и увидите, что фильтр будет компенсировать все просто отлично... но не долго... До тех пор пока конденсатор не разрядится.
В этом и есть следующий компромис - что для хорошей компенсации напряжение звена постоянного тока ДОЛЖНО иметь пульсации. Ведь еще в других простых словах фильтр что делает? Он забирает энергию гармоник и реактивную мощность в одной части периода а затем выдает ее в другой части периода, когда это необходимо. Ну а энергию где-то же хранить надо? Вот она и сохраняется в конденсаторе.
Если же вы пульсации задавите настроив слишком большие коэфициенты контроллера звена пост. тока то естественно компенсация будет плохая.

В 69 сообщения я привел вырезку из статьи по расчет емкости. Так вот, там формула имеет вид: Sn/(2*w*Udc*dUdc) где Sn - номинальная мощность, w - базовая частота (50Гц как я понял), Udc - максимальное напряжение на кондере, dUdc - пульсации напряжения на нем. получается, что : 10кВА/(2*50*650*8,5)=0.0180996 Ф
Что то помоему тут не так...

Конечно не так, если Вы не знаете, что w не равняется 50Гц... Совет - проверяйте формулы не отходя от кассы. Прежде чем подставлять свои значения, подставте значения автора формулы и проверьте результат с приведенным.

ПС Мне эта формула нравится больше - она показывает более реальный результат.

[carliker]

Все теперь понятно, все сошлой практически....в модели 8000, у меня 7600

Сообщение отредактировал carliker - Dec 23 2009, 08:57

[syoma]

У меня тоже при 100А индуктивного тока - это 23кВар и 1026мкФ последняя формула выдает около 55В размах пульсаций. Я так понимаю, что это амплитуда и пик-пик при этом порядка 110В. Это соответствует моему моделированию в 70ом сообщении.

[carliker]

Теперь стал вопрос выбора конденсатора и транзисторов.
Syoma, не могли бы вы посоветовать сайт или како-нибудь каталог где можно было бы выбрать Кондер на 8000мкФ (и какой вообще лучше взять) и транзисторы MOSFETы с драйверами. И еще как выбрать индуктивность

Сообщение отредактировал carliker - Jan 13 2010, 06:19

[mpr]

Теперь стал вопрос выбора конденсатора и транзисторов.
Syoma, не могли бы вы посоветовать сайт или како-нибудь каталог где можно было бы выбрать Кондер на 8000мкФ (и какой вообще лучше взять) и транзисторы MOSFETы с драйверами. И еще как выбрать индуктивность

зависит от ваших предпочтений, например можно посмотреть
конденсаторы Epcos, модули IGBT Eupec, транзисторы MOSFETы с драйверами у IR.

[carliker]

на Epcos посмотрел там самый большой 4500мкФ, мне надо 8000, в такой системе как у меня возможно использование нескольких кондеров? насчет транзисторов я чето не понял как их вообще выбирать

[mpr]

на Epcos посмотрел там самый большой 4500мкФ, мне надо 8000, в такой системе как у меня возможно использование нескольких кондеров? насчет транзисторов я чето не понял как их вообще выбирать

Ну что вам мешает поставить несколько, в любом случае у вас напряжение будет около 600В, и поэтому наверняка будете ставить по два последовательно. Транзисторы выбирают по напряжению, току, частоте и т.д.
И еще вопрос - будет реализация в железе или это учебная задача?

[carliker]

реализации не будет, просто расчет, оформление пояснительной записки, даже не обязательно все делать точно, толком никто не будет проверять.
Может посоветуете какой транзистор выбрать, частота переключения около 20кГц. Какой кондер взять, напряжение на нем 650 постоянное максимальное, емкость не меньше 8000мкФ. Какой взять дроссель номиналом 5.12мГн

[mpr]

реализации не будет, просто расчет, оформление пояснительной записки, даже не обязательно все делать точно, толком никто не будет проверять.

Ну и ладно, на бумаге не взорвется

Может посоветуете какой транзистор выбрать, частота переключения около 20кГц. Какой кондер взять, напряжение на нем 650 постоянное максимальное, емкость не меньше 8000мкФ. Какой взять дроссель номиналом 5.12мГн

С большими напряжениями уже давно не сталкивался, так что точно назвать марку, тем более на память не могу.
Вместо транзисторов лучше возьмите IGBT модуль на 1200В, посмотрите например тут http://www.semikron.com/internet/index.jsp?sekId=228
там же и драйверы. Только учти не все IGBT потянут 20кГц, смотри серии Ultrafast.
Конденсаторы например B43750, B43770 http://www.epcos.com/web/generator/Web/Sec...,locale=en.html
7 ветвей по два последовательно на 2400мкф-450В => 14шт
Дроссели например тут http://www.epcos.com/web/generator/Web/Sec...,locale=en.html
Хотя дроссель можно расчитать самостоятельно

[syoma]

Уважаемый Carliker. Прошло уже почти 4 месяца с момента Вашего последнего сообщения в этой теме. Надеюсь у Вас все хорошо. Но хочется, чтобы труды не пропали даром, поэтому я прошу Вас выложить где-нибудь Вашу дипломную работу в том виде в каком она есть или выслать мне в личку. Как говорится для следующих поколений.
Спасибо

[DxSan]

Здравствуйте. Сейчас занимаюсь разработкой активного фильтра(диплом). Могли бы вы прислать получившуюся модель и описание, статьи по разработки , также IEEE//. Спасибо. \\\\\\\\буду очень признателен.

Клацните на блоке FEEDBACK CONTROL правой кнопкой и затем Look under Mask. Увидите что внутри.



То, что я и говорил - этот фильтр работает по первому типу - то есть компенсирует все, за исключением тока, который генерируется контроллером звена пост. тока.
В простых словах: Напряжение на конденсаторе АКФ сравнивается с заданным значением (650В). Разница подается на ПИ-контроллер, который выдает амплитуду тока Ism*, необходимого, чтобы поддерживать напряжение на кондере на постоянном уровне. Ism* умножается на сетевое напряжение, чтобы получить синусоидальный активный ток для заряда конденсатора. По сути это активная часть тока,потребляемого нагрузкой из сети. Его компенсировать не надо. Поэтому из этого тока Is* вычитается ток нагрузки Icon. Полученный ток Ic* будет содержать только гармоники и реактивный ток. Это и есть ток, который нужно сгенерировать фильтру.
Дальше стоят два сумматора, которые создают гистерезис, чтобы транзисторы не так часто клацали и компараторы для сравнения заданного тока с током инвертера. Если ток превышает пороговое значение - ключи переключаются. Вот вам и управление инвертером готово.

Перед вами готовая схема однофазного активного фильтра гармоник. Даже работает с первого раза.

Единственное, что это гистерезисное управление инвертером сделано неправильно - там транзисторы клацают где-то на сотнях килогерц. Но уж это Вы можете исправить.

Исправил. Теперь действительно работает. Гистерезис задается в блоке Relay. Чем меньше гистерезис, тем чаще переключаются транзисторы и лучше компенсация.

Не могу запустить процесс моделирования. пишет в сообщении:
A singularity has been detected in the inductance matrix. This situation typically arises when there is a mutual inductance block whose inductance parameters lead to a singular inductance matrix for that block. You must change some of the inductance values within such blocks until the singularity has been removed (e.g., this error message no longer appears).

Alternatively, you can use the ideal switching mode, in which this limitation does not exist.
менял параметры индуктивности и трансформатора . Запускаю в Matlab 2010a

[DxSan]

Здравствуйте. Сейчас занимаюсь разработкой активного фильтра(диплом). Могли бы вы прислать получившуюся модель и описание, статьи по разработки , также IEEE//. Спасибо. \\\\\\\\буду очень признателен.


Не могу запустить процесс моделирования. пишет в сообщении:
A singularity has been detected in the inductance matrix. This situation typically arises when there is a mutual inductance block whose inductance parameters lead to a singular inductance matrix for that block. You must change some of the inductance values within such blocks until the singularity has been removed (e.g., this error message no longer appears).

Alternatively, you can use the ideal switching mode, in which this limitation does not exist.
менял параметры индуктивности и трансформатора . Запускаю в Matlab 2010a

Помогите скачать http://ieeexplore.ieee.org/xpl/freeabs_all...rnumber=4147897
Спасибо

[_Pasha]

Помогите скачать
Спасибо

Вам в другую ветку форума. Ознакомьтесь с контентом плз

[DxSan]

Вам в другую ветку форума. Ознакомьтесь с контентом плз

Статью скачали. Спасибо

[syoma]

Не могу запустить процесс моделирования. пишет в сообщении:
A singularity has been detected in the inductance matrix.

Да, в 2010 Матлабе не работает. У меня, к сожалению, в данный момент нет времени, чтобы разбираться почему. Поэтому рекомендую установить R2007a - только что проверил - в нем все работает.

[DxSan]

Да, в 2010 Матлабе не работает. У меня, к сожалению, в данный момент нет времени, чтобы разбираться почему. Поэтому рекомендую установить R2007a - только что проверил - в нем все работает.

Здравствуйте, а не могли бы вы посмотреть схему, она немного сыровата. PLL это ФАПЧ. Не могли бы разъяснить как работает эта субсистема (PLL). Да и хотелось бы спросить еще: "как можно в симулинк'е определить частоту сети, т.е. измерить ее и подать сигнал на блок фильтра в PLL". Есть идея как это сделать, но при подаче измеренной частоты на вход freq фильтра симулинк выдает ошибку. Вот схема измерения частоты: Спасибо

Прикрепленные файлы

 freq.rar ( 8.9 килобайт ) Кол-во скачиваний: 19

 

[DxSan]

Да, в 2010 Матлабе не работает. У меня, к сожалению, в данный момент нет времени, чтобы разбираться почему. Поэтому рекомендую установить R2007a - только что проверил - в нем все работает.

Здравствуйте, вы смогли открыть схему? там два файла, (power_active_filter.rar -архив с power_active_filter.mat )просто два раза закачал.
Спасибо