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 (Нажмите для просмотра прикрепленного файла), и вообще зачем они там?
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=

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.

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

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.

Если найдете, можете дать для изучеия?

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.

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.

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.

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?

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?

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.

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?

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.

Где вы эту модель дали?

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?

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.

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:Нажмите для просмотра прикрепленного файла
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.







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.

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!

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

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?

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.


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.

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.



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.

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.

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

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.

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?

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... :-(

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...

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

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 ))

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...

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

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.

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

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.

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.

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....

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

Все статью уже скачали)