Synchronní pulzně šířková modulace pro výkonové měniče

Bc. Simona FRIEDLOVÁ

Master's thesis

Synchronous PWM for power converters

Abstract:

Předkládaná práce je zaměřena na modulace pro výkonové měniče, a to hlavně na synchronní modulace. První část se zabývá základními pojmy používanými v oblasti modulací pro řízení výkonových polovodičových měničů spolu s rozdělením a stručným popisem nejznámějších typů modulací. Zmíněny jsou i některé méně známé typy modulací. Důraz bude kladen na algoritmy využívající pulzně šířkovou modulaci a modulaci s prostorovým vektorem. Druhá část je věnována návrhu simulačních modelů měniče pro testování vyvinutých algoritmů. Nejprve je ověřeno, zda poměr mezi spínací frekvencí pily a výstupní frekvencí má vliv na harmonické zkreslení, poté se práce zabývá simulacemi měniče s polární modulací, kde se porovnávají rozdíly mezi synchronní a asynchronní modulací a jaký mají dopad na harmonické zkreslení. Také prověřím synchronní polární modulaci, a jaký vliv na harmonické zkreslení, výstupní proudy a napětí má vliv různý počet fiktivních vektorů. Dalším úkolem bude vyzkoušet další synchronní modulaci. Poslední simulací bude použít vybranou synchronní modulaci pro řízení asynchronního motoru. Výsledky ze simulací jsou podrobně zhodnoceny a porovnávány z kvalitativního hlediska zejména pomocí činitelů harmonického zkreslení.

Abstract:

This thesis is focused on the modulations of power converters, especially synchronous pulse width modulation. The first part deals with the basic concepts used in the field of modulation for control of power semiconductor inverters and the overview and description of the most well known types of modulations. Some of the less well known types of modulation are mentioned too. I will focus on algorithms using pulse width modulation and space vector modulation. The second part is devoted to the design of the simulation models of the inverter for testing the developed algorithms. First, it is verified that the ratio between the switching frequency and output frequency have influence on the harmonic distortion, and then work deals with simulations of converter with polar modulation and their impact on harmonic distortion. I also check synchronous polar modulation, and what influence on harmonic distortion, output currents and voltages have a different number of fictive vectors. Another task will be to try another synchronous modulation. The last simulation will use the selected synchronous modulation to control the asynchronous motor. The results from the simulations are evaluated and compared in a qualitative way especially by factors of harmonic distortion.

Keywords

Napěťový střídač, synchronní, asynchronní, modulace, modulace prostorového vektoru, fiktivní vektor, spínací frekvence, PWM, simulace, Matlab, asynchronní motor

Language used: Czech

Date on which the thesis was submitted / produced: 23. 5. 2018

Accessible from:: 31. 12. 2999

Thesis defence

• Supervisor: Ing. Tomáš Glasberger, Ph.D.

University of West Bohemia

Faculty of Electrical Engineering

Master programme / field:
Electrical Engineering and Informatics / Industrial Electronics and Electromechanical Engineering