This work is devoted to develop the algorithm for determining the optimal switching fre-quency of a transistor pulse-width converter (PWM) to minimize the total electric losses in a DC drive. Electric losses in the armature winding and in the PWM transistors are divided into two compo-nents: static, from the direct current component, and dynamic. The latter include losses in the armature winding from the harmonic components of the current and losses in transistors from transient switch-ing currents. Since the dynamic losses in transistors increase with increasing frequency, and in the armature winding they decrease from current harmonics, there is an optimal switching frequency value at which the total dynamic losses in the PWM drive will be minimal. This aim is achieved by solving the problem of determining the analytical dependence of dynamic electric losses in the armature winding on the PWM switching frequency and computer simulation of a transistor DC drive. As a result of the research, an analytical expression was obtained for calculating the relative dynamic electric losses in the armature winding with polyharmonic power supply. An algorithm was proposed for determining the optimal switching frequency of the PWM: 1) on computer models of the DC motor and PWM, the dependences of dynamic electrical losses on the switching frequency were determined; 2) the graph was built showing the dependence of the total dynamic electric losses, on which the point was determined of minimum losses, which corresponds to the optimal value of the switching frequency. The novelty of the work was that the theory of electric losses in the armature windings with polyharmonic power was further developed.

Scopul lucrării este de a dezvolta un algoritm pentru determinarea frecvenței optime de comutare a unui convertor de lățime a impulsului tranzistorului (PWM) pentru a minimiza pierderile electrice totale într-o unitate de curent continuu. Deoarece pierderile electrice dinamice în tranzistoare cresc odată cu creșterea frecvenței, iar în înfășurarea armăturii de la armonicile curente ele scad, atunci există o valoare optimă pentru frecvența de comutare PWM, la care pierderile dinamice totale în acționarea electrică cu PWM vor fi minime. . Acest obiectiv este atins prin rezolvarea problemei determinării dependenței pierderilor electrice dinamice în înfășurarea armăturii de frecvența de comutare PWM și simularea pe computer a unui antrenament electric tranzistor. Ca urmare, s-a obținut o expresie analitică pentru pierderile electrice dinamice relative în înfășurarea armăturii cu alimentare poliarmonică, care sunt direct proporționale cu pătratul coeficientului de ondulare curent. Se propune un algoritm pentru determinarea frecvenței optime de comutare a PWM, care este următorul: 1) pe modelele computerizate ale motorului și PWM se determină dependențele pierderilor electrice dinamice de frecvența de comutare; 2) construiți un grafic al dependenței pierderilor electrice dinamice totale ale unui antrenament electric tranzistor de frecvență; pe care se determină punctul de pierderi minime şi valoarea optimă a frecvenţei de comutare. Semnificația lucrării constă în obținerea unei expresii analitice pentru pierderile electrice dinamice relative în înfășurările de armătură cu alimentare poliarmonică, în care pierderile din componentele armonice ale curentului sunt direct proporționale cu pătratul coeficientului de ondulare a curentului. Este dat un exemplu de utilizare practică a algoritmului propus pentru calcularea frecvenței optime a unui tranzistor de curent continuu.

Целью работы является разработка алгоритма для определения оптимальной частоты коммутации транзисторного широтно-импульсного преобразователя (ШИП) для минимизации общих электрических потерь в электроприводе постоянного тока. Электрические потери в обмотке якоря и в транзисторах ШИП разделены на две составляющие: статические от постоянной составляющей тока и динамические. К последним отнесены потери в обмотке якоря от гармонических составляющих тока и потери в транзисторах от переходных токов коммутации. Поскольку динамические электрические потери в транзисторах с ростом частоты возрастают, а в обмотке якоря от гармоник тока уменьшаются, то существует оптимальное значение частоты коммутации ШИП, при которой общие динамические потери в электроприводе с ШИП будут минимальными. Поставленная цель достигается решением задачи определения зависимости динамических электрических потерь в обмотке якоря от частоты коммутации ШИП и компьютерного моделирования транзисторного электропривода. В результате получено аналитическое выражение относительных динамических электрических потерь в обмотке якоря при полигармоническом питании, которые прямо пропорциональны квадрату коэффициента пульсаций тока. Предложен алгоритм для определения оптимальной частоты коммутации ШИП, который заключается в следующем: 1) на компьютерных моделях двигателя и ШИП определяют зависимости динамических электрических потерь от частоты коммутации; 2) строят график зависимости общих динамических электрических потерь транзисторного электропривода от частоты; на котором определяют точку минимума потерь и оптимального значения частоты коммутации. Новизна работы заключается в получении аналитического выражения относительных динамических электрических потерь в обмотках якоря при полигармоническом питании, в котором потери от гармонических составляющих тока прямо пропорциональны квадрату коэффициента пульсаций тока. Приведен пример практического использования предложенного алгоритма для расчета оптимальной частоты транзисторного электропривода постоянного тока.