Characteristics of the Static Zigzag-Triangle Frequency Converter
Close
Conţinutul numărului revistei
Articolul precedent
Articolul urmator
376 2
Ultima descărcare din IBN:
2020-09-22 15:15
Căutarea după subiecte
similare conform CZU
621.3.072.9 (1)
Electrical engineering (761)
SM ISO690:2012
КАЛИНИН, Л.П.; ЗАЙЦЕВ, Д.; ТЫРШУ, М.; ГОЛУБ, Ирина; ПОГОРЛЕЦКИЙ, Вячеслав; КАЛОШИН, Данила. Characteristics of the Static Zigzag-Triangle Frequency Converter. In: Problemele Energeticii Regionale. 2020, nr. 1(45), pp. 30-41. ISSN 1857-0070.
10.5281/zenodo.3713403
EXPORT metadate:
Google Scholar
Crossref
CERIF

DataCite
Dublin Core
Problemele Energeticii Regionale
Numărul 1(45) / 2020 / ISSN 1857-0070

Characteristics of the Static Zigzag-Triangle Frequency Converter

Caracteristicile convertorului static de frecvenţă realizat conform schemei „triunghi - zig-zag”

Характеристики статического преобразователя частоты, выполненного по схеме «зигзаг-треугольник»


CZU: 621.3.072.9
DOI: 10.5281/zenodo.3713403
Pag. 30-41

Калинин Л.П.1, Зайцев Д.1, Тыршу М.1, Голуб Ирина1, Погорлецкий Вячеслав2, Калошин Данила2
 
1 Институт энергетики,
2 Приднестровский Государственный Университет им. Т.Г.Шевченко
 
Disponibil în IBN: 27 martie 2020


Rezumat

The object of research is a static transformer frequency converter, which can be used to combine parallel-operating power systems having different operating frequencies. The aim of the work is to study operational characteristics and evaluate strategies and laws of the proposed device from the point of view of developing methods and means of power transmission improving quality via electrical communication, containing a frequency converter based on phase-shifting transformer made according to zigzag-triangle scheme and controlled by power keys. In order to achieve the above object, it is proposed to sectionalize control windings providing a 48-position with a discreteness of 2.5 °, and a 24-position with a discreteness of 5 ° switching in each 120 ° sector of "coarse" regulation. Structural-simulation models were built and computational experiments were carried out for electrical communication combining two power systems with frequencies of 60 and 50 Hz and 50 and 49.6 Hz, respectively. The most significant results are: a new circuit version of the frequency converter, various strategies for controlling the conversion process. The two-channel frequency converter allows to reduce by 2 times the number of "coarse" control keys, which switch not after 60°, but after 120°. Also succeeded to reduce the switching step from 5 degrees to 2.5 degrees, which made it possible to improve the conversion quality. The significance of the obtained results is that during regulation the number of keys connected in series in operation remains equal to 4, which can significantly improve the reliability indicators of the control system.

Obiectul studiat îl reprezintă convertorul de frecvenţă pe baza transformatoarelor, ce poate fi folosit pentru interconectarea sistemelor electroenergetice, care lucrează paralel, având frecvenţe diferite sau standarde de frecvenţă diferite. Scopul lucrării este cercetarea caracteristicelor de regim şi evaluarea strategiilor şi legilor de comandă a dispozitivului din punct de vedere al dezvoltării metodelor şi mijloacelor de îmbunătăţire a calităţii transmiterii puterii prin legături electrice, care include convertorul de frecvenţă pe baza transformatorului de reglare a decalajului de fază, efectuat după schema zigzag-triunghi şi dirijat de cheile de putere. Pentru atingerea obiectivului propus, se propune secţionarea înfăşurărilor de control, oferind 48 poziţii cu discontinuitatea 2,5° şi 24-poziţii cu discontinuitate 5° de comutare în fiecare sector de 120° de reglare“brută”. S-au efectuat experimente pentru conexiuni electrice, combinând două sisteme electroenergetice cu frecvenţe de 60 şi 50 Hz respectiv şi 50-49,6 Hz. În procesul studiului au fost controlaţi parametrii operaţionali ce caracterizează calitatea conversiei: gradul de stabilitate a puterii active transmise pe sistemele de transmisie şi cele de recepţie, la fel şi coeficientul de distorsiune armonică a curentului. Cele mai semnificative rezultate sau obţinut pentru varianta nouă a schemei dispozitivului, ce permite micşorarea de 2 ori a numărului cheilor de reglare “brută”, noua strategie şi legile de comandă cu procesul de conversie, utilizarea căreia a dus la micşorarea discontinuităţii comutărilor şi îmbunătăţirea calităţii conversiei. În acelaşi timp, numărul cheilor de reglare “fină” conectate în serie rămâne permanent egal cu 4, indiferent de numărul de etape de reglare, ce poate creşte fiabilitatea.

Объектом исследования является статический трансформаторный частотный преобразователь, который может быть использован для объединения параллельно работающих энергосистем, имеющих различные рабочие частоты, либо стандарты по поддержанию частоты. Целью работы является исследование режимных характеристик и оценка различных стратегий и законов управления предлагаемым устройством с точки зрения разработки методов и средств повышения качества передачи мощности по электрической связи, содержащей частотный преобразователь на основе ФРТ (фазорегулирующий трансформатор) с круговым вращением фазы выходного напряжения относительно входного, выполненного по схеме «зигзаг-треугольник» и управляемого силовыми ключами. Для достижения поставленной цели предложено секционирование обмоток управления, обеспечивающее 48-позиционное с дискретностью 2,5°, и 24-позиционное с дискретностью 5° переключения в каждом 120°-ом секторе «грубого» регулирования. Были построены структурно-имитационные модели и проведены расчетные эксперименты для электрической связи, объединяющей две энергосистемы с частотами 60 и 50 Гц и 50 и 49,6Гц соответственно. Наиболее существенными результатами являются: новый схемный вариант частотного преобразователя, различных стратегий управления процессом преобразования. Двухканальный преобразователь частоты позволяет снизить в 2 раза количество ключей (переключений) «грубого» регулирования, которые переключаются не через 60° как в устройствах исследованных авторами работы ранее, а через 120 градусов. Секционирование обмотки и закон переключения на 48 позиций позволили уменьшить шаг переключения с 5 градусов (при переключении на 24 позиции) до 2,5 градусов, что дало возможность улучшить качество преобразования. Значимость полученных результатов состоит в том, что при регулировании количество последовательно включенных ключей в работе всегда остается равным 4 вне зависимости от числа ступеней регулирования, что может существенно улучшить показатели надежности работы системы управления.

Cuvinte-cheie
intersystem power connection, static frequency converter, phase-shifting transformer, active power deviation, current non-linear distortion coefficient,

interconexiune dintre sisteme electroenergetice, convertor static de frecvenţă, transformator de reglare a decalajului de fază, deviere de putere activă, coeficient de distorsiune neliniară,

межсистемная связь, статический преобразователь частоты, Фазорегулирующий трансформатор, девиация активной мощности, коэффициент нелинейного искажения по току