Структурно-алгоритмический синтез трехфазных тяговых инверторов напряжения

摘要

Статья посвящена развитию подхода к структурно-алгоритмическому синтезу устройств силовой электроники на основе многоканального преобразования энергетического потока. Ранее рассмотрено получение сильноточного выхода при ограниченных по току возможностях полупроводниковых ключевых элементов. В данной работе подход распространён на использование высоковольтных ключевых элементов с ограниченным рабочим напряжением. Особенностью подхода является использование трансфильтров для выравнивания мгновенных значений напряжения каналов при одновременном заграждающем действии высших гармонических составляющих. Реализуемость подхода показана на примере двух вариантов формирования выходного напряжения двухканального трехфазного инвертора: по алгоритмам амплитудно-импульсной и широтно-импульсной модуляции. Адекватность результатов структурно-алгоритмического синтеза подтверждена имитационным компьютерным моделированием в среде OrCAD/PSpice. Определены взаимосвязи между входным и выходным напряжениями инвертора, необходимые при проектировании. Рассмотрен принцип работы трансфильтров и дана оценка их габаритной мощности в долях от мощности нагрузки (по основной гармонике). Приведены рекомендации по применению трехфазного инвертора напряжения в высоковольтном тяговом частотно-управляемом электроприводе железнодорожного подвижного состава.