Encontrar el mejor patrón PWM programable para frentes activos de tres niveles en conexión de 18 pulsos
Autores: Maklakov, Alexander S.; Jing, Tao; Radionov, Andrey A.; Gasiyarov, Vadim R.; Lisovskaya, Tatyana A.
Idioma: Inglés
Editor: MDPI
Año: 2021
Acceso abierto
Artículo científico
2021
Encontrar el mejor patrón PWM programable para frentes activos de tres niveles en conexión de 18 pulsos
Categoría
Tecnología de Equipos y Accesorios
Subcategoría
Diseño de equipos y herramientas
Palabras clave
Publicaciones existentes
Indicadores de calidad de energía
Conexiones multipulso
Distorsiones armónicas de corriente
PWM programado
Transformadores de desplazamiento de fase
Licencia
CC BY-SA – Atribución – Compartir Igual
Consultas: 23
Citaciones: Sin citaciones
Las publicaciones existentes sobre el análisis de indicadores de calidad de la energía en sistemas modernos de suministro eléctrico carecen de un enfoque integral para mejorar estos indicadores en los sistemas de energía mediante la implementación de conexiones multipulso. Según el conocimiento de los autores, este artículo es el primero en analizar las distorsiones armónicas de corriente en una conexión de 18 pulsos de frentes activos de tres niveles (AFE) con un PWM programado. Se obtuvieron datos en bruto y se analizó la calidad de la corriente para el circuito de potencia del accionamiento eléctrico principal que activa los rodillos en el tren de laminación de una acería. La característica clave de tal circuito es que el motor sincrónico de cada rodillo de trabajo está conectado a la red con una conexión de 18 pulsos que utiliza transformadores de desplazamiento de fase, donde los desplazamientos de fase son 0 grados (delta/delta), 20 grados (delta/polígono) y -20 grados (delta/polígono). El circuito conecta tres convertidores de frecuencia (FC) con los AFE en paralelo. Se encontró que los transformadores de desplazamiento de fase se sobrecalentaban periódicamente en el proceso. Cuando ocurrió el sobrecalentamiento, se aplicó una forma de onda de voltaje PWM programada donde se eliminaron las armónicas 17 y 19. El objetivo y los objetivos eran analizar por qué el transformador se sobrecalentaba y averiguar cómo se podría abordar el problema. Los autores desarrollaron un modelo de simulación del objeto de investigación para evaluar los parámetros de calidad de la energía. Los resultados de la simulación obtenidos en Matlab/Simulink se utilizaron para estimar las distorsiones armónicas totales (THD) y los factores armónicos individuales hasta el 50º devanado secundario del transformador y la armónica de la red con cuatro formas de onda de voltaje PWM AFE programadas diferentes. Los resultados ayudaron a encontrar la mejor forma de onda para prevenir el sobrecalentamiento de los transformadores de desplazamiento de fase; una con las armónicas 5, 7, 17 y 19 eliminadas. Los resultados de la modelación experimental y matemática en el artículo fueron confirmados por efectos positivos tras la implementación industrial del sistema. La investigación realizada directamente en el equipo operativo ha sido clasificada por la empresa y no está disponible públicamente. Estos resultados son altamente versátiles y podrían ser utilizados en investigaciones similares sobre otros circuitos para garantizar la compatibilidad electromagnética de dispositivos no lineales que consumen energía.
Descripción
Las publicaciones existentes sobre el análisis de indicadores de calidad de la energía en sistemas modernos de suministro eléctrico carecen de un enfoque integral para mejorar estos indicadores en los sistemas de energía mediante la implementación de conexiones multipulso. Según el conocimiento de los autores, este artículo es el primero en analizar las distorsiones armónicas de corriente en una conexión de 18 pulsos de frentes activos de tres niveles (AFE) con un PWM programado. Se obtuvieron datos en bruto y se analizó la calidad de la corriente para el circuito de potencia del accionamiento eléctrico principal que activa los rodillos en el tren de laminación de una acería. La característica clave de tal circuito es que el motor sincrónico de cada rodillo de trabajo está conectado a la red con una conexión de 18 pulsos que utiliza transformadores de desplazamiento de fase, donde los desplazamientos de fase son 0 grados (delta/delta), 20 grados (delta/polígono) y -20 grados (delta/polígono). El circuito conecta tres convertidores de frecuencia (FC) con los AFE en paralelo. Se encontró que los transformadores de desplazamiento de fase se sobrecalentaban periódicamente en el proceso. Cuando ocurrió el sobrecalentamiento, se aplicó una forma de onda de voltaje PWM programada donde se eliminaron las armónicas 17 y 19. El objetivo y los objetivos eran analizar por qué el transformador se sobrecalentaba y averiguar cómo se podría abordar el problema. Los autores desarrollaron un modelo de simulación del objeto de investigación para evaluar los parámetros de calidad de la energía. Los resultados de la simulación obtenidos en Matlab/Simulink se utilizaron para estimar las distorsiones armónicas totales (THD) y los factores armónicos individuales hasta el 50º devanado secundario del transformador y la armónica de la red con cuatro formas de onda de voltaje PWM AFE programadas diferentes. Los resultados ayudaron a encontrar la mejor forma de onda para prevenir el sobrecalentamiento de los transformadores de desplazamiento de fase; una con las armónicas 5, 7, 17 y 19 eliminadas. Los resultados de la modelación experimental y matemática en el artículo fueron confirmados por efectos positivos tras la implementación industrial del sistema. La investigación realizada directamente en el equipo operativo ha sido clasificada por la empresa y no está disponible públicamente. Estos resultados son altamente versátiles y podrían ser utilizados en investigaciones similares sobre otros circuitos para garantizar la compatibilidad electromagnética de dispositivos no lineales que consumen energía.