DOI: https://doi.org/10.15588/1607-6761-2016-1-1

DETERMINATION OF THE OPTIMAL SWITCHING FREQUENCY OF THE POWER SWITCHES OF THE FREQUENCY-CURRENT ASYNCHRONOUS-GATE CASCADE CONVERTERS

M. I. Kotsur, I. M. Kotsur, A. A. Andrienko, D. S. Andrienko

Abstract


The article discusses the issue of increasing the energy efficiency of electric drive systems by determining the optimum value of the adjusting parameter converter, providing maximum efficiency of the drive system on the example of a frequency-current asynchronous gate cascade. The aim work is to develop easy to implement methods for determining the optimum switching frequency of the power switches of the converter in the form of analytical expressions with which the condition of minimization of losses in the drive. The object of investigation is the process of converting electromagnetic energy in the motor-converter system. The subject of this investigation is frequency-current asynchronous-gate cascade drive system. The methods of calculation of the losses in the AC motor and the power converter elements are considered. The objective function of total losses in the electric drive system, depending on the switching frequency of the power switches and the total harmonic distortion of the stator and rotor currents AC motor are determined. As a result, the objective function of total losses in the electric drive system has been converted into the form of a single variable, depending only on the frequency switching keys of the power converter. With the help of the simulation of the losses in the drive control system, which based peculiarities of electromagnetic and energetic processes in this class drive system are calculated. The adequacy of the calculation of the proposed simplified method to determine the effective frequency of power switches in the converter are confirmed. The proposed method of the determining the optimal frequency switching of the power switchers can be applied to engineering design and commissioning of the converter depending on the class and modes of operation of the drive control system.


Keywords


switching frequency; optimization; losses; energy efficiency; the converter; the AC motor

References


Антощенко Н. И. Новый подход к регулированию вентиляции угольных шахт [Текст] / Н. И. Антощенко, В. В. Калюжный, В. П. Котиков, Г. Б. Тында, П. Д. Андриенко, А. В. Садовой // Уголь Украины. – 2014 – №3.– С. 29–32.

Онищенко Г. Б. Асинхронный вентильный каскад [Текст] / Г. Б. Онищенко.– М., Энергия, 1967. – 152 с.

Браславский И. Я. Энергосберегающий асинхронный электропривод [Текст]: учеб. пособие для студ. высш. учеб. заведений / И. Я. Браславский, З. Ш. Ишматов, В. Н. Поляков; – М.: Академия, 2004. – 256 с.

Волков И. В. Электроприводы со стабилизированным током в силовых цепях [Текст] / И. В. Волков, В. Н. Исаков. – М. : Радио и связь, 1991. – 216 с.

Пат. України 64126, МПК Н02Р 27/05(2006.01) Пристрій імпульсного керування процесами перетворення енергії в асинхронному двигуні з фазним ротором [Електронний ресурс] / П. Д. Андрієнко, М. І. Коцур, І. М. Коцур; заявл. 22.04.11; опубл.25.10.2011, Бюл. №20, 2011р. – Режим доступу: http:// http://www.uipv.org.

Коцур М. И. Сравнительный анализ энергоэффективности систем регулирования асинхронного двигателя с фазным ротором [Текст] / М. И. Коцур, П. Д. Андренко, И. М. Коцур // Ползуновский вестник. – 2013. – № 4 2. – С. 114–120.

Копылов И. П. Математическое моделирование электрических машин [Текст] / И. П. Копылов; – М. : Высшая школа. – 2001. – 327 с.

Чебовский О. Г. Силовые полупроводниковые приборы: Справочник [Текст] / О. Г. Чебовский, Л. Г. Моисеев, Р. П. Недошивин; – 2-е изд., перераб. и доп. – М. : Энергоатомиздат, 1985. – 400 с.

WESTCODE. Каталог продукції. Режим доступу: http://www.westcode.com/products.html

Wiliams В. Power Electronics [Text] / В Wiliams. – Glazgow: Straitclaide University, 2006. – 825 р.

Яримбаш С. Т. Особенности определения параметров электрической схемы замещения печной петли печи графитации переменного тока. [Текст] / С. Т. Яримбаш, И. М. Килимник, Д. С. Ярымбаш // Електротехніка та електроенергетика. – 2010. – №2. – С. 36–43.


GOST Style Citations




Article Metrics

Metrics Loading ...

Metrics powered by PLOS ALM


Copyright (c) 2017 M. I. Kotsur, I. M. Kotsur, A. A. Andrienko, D. S. Andrienko

Creative Commons License
This work is licensed under a Creative Commons Attribution 4.0 International License.

Address of the journal editorial office:

Editorial office of the the science journal "Electrical Engineering and Power Engineering" ("Electrotechnics and Electroenergetics")

Zaporozhye National Technical University, 

 Zhukovskiy street, 64, Zaporizhzhya, 69063, Ukraine. 

Telephone: +38-061-769-82-96 – the Editing and Publishing Department.

E-mail: rvv@zntu.edu.ua


Reference to the journal is obligatory in the cases of complete or partial use of its materials.