38 untuk kedua fase tunggal dan fase tiga konverter sementara mengabaikan efek dari
kontrol konverter, pergantian variasi, dan resistensi di ac impedansi jaringan [12].
Sisa-atau-Domain Frekuensi Device Model digunakan dengan Frekuensi- Domain Model Jaringan
Dalam model ini, konverter dijelaskan dalam kerangka waktu yang sebenarnya persamaan diferensial-domain yang mengatur kinerjanya. Kemudian, konverter arus
diselesaikan dalam waktu-domain dan dikonversi ke frekuensi-domain dengan menggunakan analisis Fourier. Selanjutnya, arus harmonik disuntikkan ke jaringan model
dan harmonik tegangan pada setiap jaringan bus dihitung. Tegangan yang dihitung kemudian digunakan untuk menghitung ulang konverter arus dalam waktu domain. Di
Newton-Raphson Gauss-Seidel atau jenis analisis aliran daya harmonik, iterates prosedur ini sampai kriteria konvergensi terpenuhi. The HARMFLO + HARMFLO dan program
komputer terkenal produk yang menggunakan kombinasi waktu dan frekuensi-domain solusi. Lebih rinci tentang model ini dapat ditemukan dalam [15-17].
Referensi [18] juga menampilkan frekuensi-domain model yang merumuskan umum set persamaan non-linear untuk menggambarkan konverter dalam kondisi mapan.
Convolutes perumusan jumlah sampel periodik dalam frekuensi domain dengan fungsi sampling pulsa persegi. Penggunaan fungsi pengambilan sampel dengan cara ini mirip
dengan pekerjaan lain menggunakan fungsi switching [7]. Non-linear persamaan ini kemudian diselesaikan dengan menggunakan metode Newton dalam hubungannya
dengan frekuensi-domain model jaringan.
Model Domain Sisa
Pada masa-domain model, metode penyelesaian yang digunakan adalah waktu simulasi seluruh sistem baik ac konverter dan jaringan. Solusi ini metode yang paling matang
dari harmonik simulasi. Program-program seperti EMTP, ATP, dan EMTDC dapat digunakan untuk mendapatkan waktu lengkap-domain solusi. Periode yang sebenarnya
operasi dalam setiap siklus operasi konverter dijelaskan oleh persamaan diferensial. Tidak ada usaha dilakukan untuk mengubah ke frekuensi domain. Baik kondisi seimbang
dan tidak seimbang dapat ditangani, dan model konverter dapat sedetail diperlukan. Namun, solusi waktu dan upaya rekayasa meningkat secara signifikan. Referensi [19] dan
[20] juga memberikan wawasan lain untuk waktu-domain model.
3.4 Studi Kasus
Dalam bagian ini, kami mengevaluasi dua konverter harmonik model yang digunakan dalam simulasi. Kedua model injeksi arus harmonik model dan model rangkaian ekivalen
Norton. Sebuah jenis PWM biasa terlihat kecepatan disesuaikan drive ASD dipilih untuk evaluasi. Sebuah ASD terutama terdiri dari sebuah konverter penyearah atau front-
end, sebuah dc link, controller, dan inverter. Umumnya, harmonik yang dihasilkan
39 dalam bagian inverter dapat diabaikan dilihat dari sisi ac konverter karena lintasan arus
harmonik dibentuk oleh link dc kapasitor. Oleh karena itu, konverter dimodelkan sebagai satu-satunya bagian yang menyuntikkan arus harmonik ke dalam sistem kekuasaan untuk
tipe PWM ASD. Gambar 3.3 menunjukkan rangkaian konverter dari ASD, di mana inverter dan beban motor yang dimodelkan sebagai sumber arus langsung.
Figure 3.3. Converter Circuit Model of the PWM ASD
Norton Equivalent Circuit Model
Konverter rangkaian yang ditunjukkan pada Gambar 3.3 ini dipecahkan dengan teknik analisis harmonik yang dijelaskan dalam [7]. Hasil akhirnya adalah terhubung delta
rangkaian ekuivalen Norton. Rangkaian tersebut kemudian dihubungkan dengan jaringan pasokan dalam mode berulang-ulang, seperti dijelaskan dalam [11], untuk menentukan
arus injeksi harmonik dari ASD. Parameter yang diperlukan untuk menjalankan model 1 penembakan sudut thyristor ; 2 arus langsung mengalir ke inverter, Id; dan 3 link
dc
αconverter, R, L, dan C nilai-nilai komponen. Sudut penembakan dari jenis PWM ASD hampir nol karena penggunaan dioda sebagai
front end. Arus langsung mengalir ke inverter dapat diperkirakan dari motor beban sebagai
,
3.7
di mana P adalah beban motor termasuk kerugian, dan Vg adalah garis ke ground tegangan dari sistem pasokan.
Perlu bervariasi untuk penyelidikan berbagai ASD kondisi operasi motor.
αDalam studi harmonik khas, dan Id Selain itu, perwakilan dari link dc penting untuk simulasi
harmonik yang benar. Jika link dc parameter tidak tersedia, sebuah model yang disederhanakan seperti injeksi saat ini model tersebut dapat diusulkan.
Model Injeksi Arus
40 Sebuah ASD dapat diwakili sebagai sumber arus harmonik. Tabel 3.2 memberikan
harmonik khas spektrum magnituda dan fasa yang dapat digunakan untuk model sebuah ASD. Bentuk gelombang yang sesuai ditunjukkan pada Gambar 3.4. Data ini diperoleh
dari ekuivalen Norton model yang mensimulasikan PWM aktual ASD dan diverifikasi oleh tes laboratorium. Ekstensif analitis dan studi numerik menunjukkan bahwa data yang
cocok untuk jenis PWM model ASDs.
Table 3.2. Typical Harmonic Spectra of PWM Type ASDs ______________________________________________
Load Level
100 75
50 h-order
Mag. Angle
Mag. Angle
Mag. Angle
1 100.00
0 100.00 0 100.00
3 0.35 -
159 0.59 -44
0.54 -96 5 60.82
- 175
69.75 - 174
75.09 - 174
7 33.42 -
172 47.03 -
171 54.61 -
171 9
0.50 158 0.32 -96
0.24 - 102
11 3.84 166
6.86 17
14.65 16
13 7.74 -
177 4.52 -
178 1.95 71
15 0.41 135
0.37 -
124 0.32 28
17 1.27 32 7.56 9 9.61 10
19 1.54 179 3.81 9 7.66 16
21 0.32 110
0.43 -
163 0.43 95
23 1.08 38 2.59 11 0.94 -8
25 0.16 49 3.70 10 3.78 7
41 Untuk menggunakan model ini, pertama-tama ASD direpresentasikan sebagai beban daya
konstan pada frekuensi dasar. Kekuatan yang sesungguhnya beban sama dengan ASD motor beban dan daya reaktif beban adalah nol. Jaringan ini kemudian dipecahkan pada
frekuensi dasar. 60, masing-masing. θSaat ini yang ASD magnituda dan sudut fasa
ditentukan sebagai I60 dan Sumber arus harmonik yang mewakili ASD dihitung dengan skala atas kolom kolom
θbesarnya Tabel 3.2 oleh I60 dan dengan menggeser sudut fase oleh h 60. Hal ini dapat dilihat bahwa model sumber arus mudah digunakan dan
kebutuhan kurang masukan usaha. Kerugiannya adalah bahwa model tidak dapat mensimulasikan berbagai ASDs dan ASD kondisi operasi sistem.
Model Verifikasi
Tes laboratorium dilakukan untuk memverifikasi tiga fase ASD Model yang dikembangkan dalam kajian ini. Tes-tes tersebut dilakukan pada 30 hp tipe PWM ASD
melayani 20 hp beban motor induksi. Setup laboratorium ditunjukkan pada Gambar 3.5. Tegangan suplai yang ASD baris ke baris, Vs, adalah 600 V. beban mekanik motor
bervariasi untuk mensimulasikan kondisi operasi yang berbeda. Kondisi 13 operasi dicatat. Untuk setiap kondisi operasi, bentuk gelombang dari 15 jumlah tegangan dan
arus diukur ketika sistem berada dalam keadaan tunak. Snapshot gelombang ini, termasuk sisi sumber tegangan dan arus, motor tegangan dan arus sisi, link dc inverter tegangan
dan arus, yang akan disinkronisasikan dan mencicipi dengan kecepatan 100 kHz. Selain operasi di atas tes, link dc diukur pada berbagai frekuensi dalam tes terhenti untuk
menentukan parameter komponen.
42
Figure 3.4. Typical Current Waveforms of PWM Type ASDs
Rangkaian ekuivalen yang ASD model dapat diverifikasi dengan membandingkan ASD diukur arus ke dalam sistem pasokan terhadap yang dihitung. Perbandingan bentuk
gelombang lebih diinginkan daripada perbandingan spektrum harmonik karena mantan memastikan bahwa baik besaran dan fase harmonik sudut diperiksa. Sebuah model
jaringan yang mewakili kondisi pengujian dibangun. Hulu sungai sistem pasokan dimodelkan sebagai dikenal tiga fase sumber tegangan harmonik ditentukan dari data
yang diukur. Gambar 3.6 memberikan perbandingan untuk tiga-fase ASD arus antara diukur dan
dihitung nilai-nilai di bawah satu perwakilan kondisi operasi. Dalam gambar, bentuk gelombang yang diukur diplot sebagai garis padat sedangkan bentuk gelombang dihitung
diplot sebagai garis putus-putus. Beberapa perbedaan antara bentuk gelombang dihitung diukur dan diamati. Beberapa faktor mungkin telah berkontribusi pada perbedaan. Faktor
pertama adalah bahwa ukuran ASD relatif kecil. Hal ini membuat variasi karakteristik thyristor listrik lebih terlihat dalam bentuk gelombang. Komponen frekuensi tinggi dari
link dc arus yang dihasilkan oleh skema PWM dan ketidaktelitian dari link dc parameter dapat juga berkontribusi terhadap perbedaan. Pengujian menunjukkan bahwa bentuk
gelombang diperoleh dengan menambahkan induktor antara drive dan motor berada dalam perjanjian lebih dekat dengan yang dihitung. Selain itu, melihat bahwa harmonik
pada tegangan suplai mempunyai dampak pada bentuk gelombang dihitung. Sayangnya, termasuk lebih harmonik tidak meningkatkan kesepakatan. Secara keseluruhan,
perjanjian antara diukur dan bentuk gelombang yang dihitung menunjukkan bahwa model yang diusulkan dapat diterima.
43
Fig 3.6. Comparison of Measured and Calculated Waveforms
3.5 Ringkasan
