Сравнительный анализ методов резервирования в высоковольтных многоуровневых преобразователях частоты на базе каскадного включения H-мостов
Рассматриваются наиболее распространенные топологии силовой части высоковольтных многоуровневых преобразователей частоты и методы повышения их отказоустойчивости. Выполнен сравнительный анализ влияния отказов силовых ячеек на производительность технологического оборудования. Показано, что конфигурация с каскадным включением H-мостов (ML-SCHB) обладает преимуществами модульности и линейной масштабируемости, что обусловило ее широкое распространение в составе высокомощных электромеханических систем среднего и высокого класса напряжений. Систематизированы схемотехнические решения и выявлены тенденции развития отечественного и зарубежного рынка высоковольтных преобразователей частоты. Представлены результаты структурного моделирования двух алгоритмов резервирования – шунтирования по уровню и смещения нейтральной точки инвертора. Моделированием подтверждена более высокая эффективность алгоритма смещения нейтрали в сравнении с методом шунтирования по уровню применительно к обеспечению работоспособности электропривода в аварийных режимах. Показано, что при выходе из строя одной силовой ячейки в фазе алгоритм смещения нейтрали позволяет сохранить электромагнитный момент и угловую скорость на номинальном уровне, что недостижимо при использовании шунтирования по уровню. Приведенные подходы могут быть использованы при проектировании отказоустойчивых высоковольтных электроприводов для нефтегазовой, горнодобывающей и энергетической отраслей промышленности.
Авторы: О. В. Нос, Г. С. Сидоров
Направление: Электротехника
Ключевые слова: многоуровневый инвертор напряжения, каскадное включение H-мостов, аварийный режим работы, резервирование, алгоритмы управления, смещения нейтрали
Открыть полный текст статьи