OPTIMIZATION OF VOLTAGE CONVERTERS OF MATRIX AND INVERTER TYPES USING SIMULATION MODELLING
DOI:
https://doi.org/10.20535/1813-5420.2.2022.261403Keywords:
reversible rectifier, buffer capacitor, matrix regulator, inverter regulator, simulation model, power switch, reactive power.Abstract
The paper presents the results of simulation modeling of functional capabilities of pulse converters of alternating voltage with free circulation of energy of two types: inverter type with intermediate link of pulsating voltage and matrix type with discharge of reactive load energy into the network. With the help of a software package OrCAD, the main modes of operation of these converters are investigated: lowering and increasing the output voltage relative to the input. The simulation results of each mode are presented in the form of diagrams of the control algorithm of the converter keys and diagrams of its electrical characteristics: input and output currents, voltage on the intermediate link (buffer capacitor) and output. On the basis of visual models for lowering and raising modes of work mathematical models and substitute electric schemes of the studied converters on intervals of their invariable structure are created. Simplified formulas for the approximate calculation of electrical parameters with sufficient accuracy for practice are proposed for both modes. Simulation models of the logic unit of the control system and the circuit of the power unit are presented separately for the three-phase matrix converter with energy reset and recovery. On the basis of visual models obtained with the help of the OrCAD software package, mathematical models and alternate electrical circuits of these converters at intervals of their constant structure were created. The conducted simulation allows to determine the most expedient areas of use of such converters and to perform optimization of their power circuits and control systems.
References
Novskyi V.A., Holubiev V.V., Popov A.V. Optimal regulation of alternating voltage.// Techn. electrodynamics. Thematic issue "Problems of modern electrical engineering".- 2002.-4.6.-P.45-47.
Lipkivsky K.O., Novsky V.O. Voltage stabilization in the electrical network when changing line resistance and load // Prep. Institute of Electrodynamics of the National Academy of Sciences of Ukraine: Coll. наук.пр. Energy efficiency. Kyiv: IED NASU, 2012.-p.25-35.
Shidlovsky A.K., Novsky V.A., Kaplichny N.N. Stabilization of electric energy parameters in distribution networks. - Kyiv: Nauk. opinion, 2002. - 313 p.
Novsky V.O., Grudskaya V.P., Malahatka D.O. Multifunctional transformer-key converter for complex improvement of electricity quality in three-phase system with variable and nonlinear load // Scientific Bulletin of NTUU "KPI" - 2013. - №2 - p. 17-29
Holubiev V.V. Pulse conversion of alternating voltage. –К.: Scientific Opinion, 2016.-245p.
Rudenko V.S., Zhuikov V.Ya., Koroteev N.E. Calculation of converter equipment devices. –
К.: Technique, 1990.-135 p.
Petrusenko S.V. Calculation of energy characteristics of a wide-range pulse AC converter with an output LC filter // prep. Institute of Electrodynamics of the National Academy of Sciences of Ukraine: Coll. Science. pr.- Kyiv: IED NASU, 2009. - p.106-114.
Stofanic Anton. An application of the two level control at the sinus output voltage inverters solving.//Power Electronics Conf. ( Budapest, 21-25 October, 2020 ). – 2020 – p. 177-186
Holubiev V.V. Calculation and optimization of the output L-C filter of the pulse converter of alternating voltage // Techn. electrodynamics.-2012.-No.1.-p.33-37
Devan Shashi B, Segsworth R. Sidney. Input and output filters design with power converter// IEEE Trans. Ind. And Gen. Appl. – 2019. – p. 378-383
Downloads
Published
Issue
Section
License
Автори, які публікуються у цьому журналі, погоджуються з наступними умовами:
- Автори залишають за собою право на авторство своєї роботи та передають журналу право першої публікації цієї роботи на умовах ліцензії Creative Commons Attribution License, котра дозволяє іншим особам вільно розповсюджувати опубліковану роботу з обов'язковим посиланням на авторів оригінальної роботи та першу публікацію роботи у цьому журналі.
- Автори мають право укладати самостійні додаткові угоди щодо неексклюзивного розповсюдження роботи у тому вигляді, в якому вона була опублікована цим журналом (наприклад, розміщувати роботу в електронному сховищі установи або публікувати у складі монографії), за умови збереження посилання на першу публікацію роботи у цьому журналі.
- Політика журналу дозволяє і заохочує розміщення авторами в мережі Інтернет (наприклад, у сховищах установ або на особистих веб-сайтах) рукопису роботи, як до подання цього рукопису до редакції, так і під час його редакційного опрацювання, оскільки це сприяє виникненню продуктивної наукової дискусії та позитивно позначається на оперативності та динаміці цитування опублікованої роботи (див. The Effect of Open Access).
