DOI: https://doi.org/10.20998/2409-9295.2019.20.29

Ковзний режим другого порядку в задачі слідкування за вихідною напругою матричного перетворювача

Тарас Володимирович Мисак

Анотація


Об`єктом дослідження є трифазно-трифазний матричний перетворювач на повністю керованих ключах змінного струму з вихідним LC-фільтром під`єднанний до трифазної неавтономної мережі обмеженої потужності. Проведено синтез закону керування шляхом примусового введення двовимірного ковзного режиму першого порядку в контури слідкування за компонентами просторового вектору вихідної напруги та одновимірного – в контур керування реактивною складовою вхідного струму матричного перетворювача. Використання векторної  стратегії керування дозволяє забезпечити синусоїдну форму вихідної напруги, мінімізацію впливу збурень навантаження на неї та можливість керування реактивною складовою вхідного струму. При формуванні поверхні ковзання для слідкування за двома координатами вихідної наруги застосовано ковзний режим другого порядку. Для цього в диференціальні рівняння, які описують заступну схему, введено двохкомпонентну операторну змінну та додатковий двохкомпонентний вектор похибки. Введення ковзного режиму другого порядку дозволило зменшити кількість електричних величин, які потребують прямого вимірювання. Досліджено особливості функціонування матричного перетворювача з таким типом ковзного режиму в системі з реальними параметрами електричних схем. Наводяться результати моделювання з урахуванням обмежень, які впливають на можливість реалізації отриманої стратегії керування. Бібл.14, рис.4

Ключові слова


Матричний переттворювач; вихідний LC-фільтр; ковзний режим другого порядку; поверхня ковзання; похибка керування; вихідна напруга.

Повний текст:

PDF

Посилання


Kandasamy K.V., Sahoo K.S., Karthekeyann S.P. A Technology Review on Matrix Converter. Energética India Magazine.- MAR-APR, -2015.-P.4-6.

Basri N.W., Hamdan D., Mohd S.B. Matrix converter: A review. ARPN J. of Engineering and Appl. Sc., Vol. 10, No. 22, Dec. -2015.-P.17070-17077. http://www.arpnjournals.org/jeas/research_papers/rp_2015/jeas_1215_3130.pdf

Maheswari K.T., Bharanikumar R., Bhuvaneswari S. Review on Matrix Converter Topologies for Adjustable Speed Drives. Int. J. of Innovative Technology and Exploring Eng. (IJITEE), Vol.8 Iss.5 March, -2019.-P.53-57. https://www.ijitee.org/wp-content/ uploads/papers/v8i5/D2855028419.pdf

Mikhal'skiy V. M., Sobolev V. N., Chopik V. V., Shapoval I.A. Upravleniye matrichnymi preobrazovatelyami s ispol'zovaniyem metoda singulyarnogo razlozheniya pri nesimmetrii napryazheniy pitayushchey seti [Control of matrix converters using the singular value decomposition method with asymmetry of supply mains voltage] Tekhn. elektrodinamíka. Silova yelektroníka ta yenergoyefektivníst'. –Temat. vip.– 2011. – Ч. 2. – С.113–120.

Kyo-Beum Lee , Yeongsu Bak.. Modeling and Control of AC/AC Converter Control of Power Electronic Converters and Systems. Vol.1, 2018, Elsevier Inc.-P.175-203. https://doi.org/10.1016/B978-0-12-805245-7.00007-X.

Zhang J., Li L., Dorrell D. G.., Norambuena M., Rodriguez J. (Accepted/In press). Predictive Voltage Control of Direct Matrix Converters with Improved Output Voltage for Renewable Distributed Generation. / J. Zhang. IEEE Journ. of Emerging and Selected Topics in Power Electronics. https://doi.org/10.1109/JESTPE.2018.2874275

Mysak T.V. Osobennosti formirovaniya vykhodnogo napryazheniya i vkhodnogo toka matrichnykh preobrazovateley pri upravlenii s ispol'zovaniyem skol'zyashchego rezhima [Features of the formation of the output voltage and input current of the matrix converters when controlled using a sliding mode] Tekhníchna elektrodinamíka.— 2013. — № 1. — С. 24–33. http://dspace.nbuv.gov.ua/handle/123456789/62256

Nagaia S. An Ultra Compact GaN 3x3 Matrix Converter. / S.Nagaia, Y.Yamadaa, Y. Kawai at all. // ECS Transactions, Vol.64. Issue 7.-P. 41-49 (2014) doi: 10.1149/06407.0041ecst

Kerekes T. Three-phase Photovoltaic Systems: Structures, Topologies, and Control / T. Kerekes, D. Séra, L. Máthé // Electric Power Components and Systems.-2015.- Vol.43, Iss.:12. -P.1364-1375, DOI: 10.1080/15325008.2015.1030518

Utkin. V. Sliding Mode Control in Electro-Mechanical Systems. Second Edition. / V.Utkin, J.Guldner, J.Shi //Taylor & Francis Group, LLC. -2009. DOI: 10.1201/9781420065619.

Drakunov S. V. The block control principle. I. / S. V. Drakunov, D. B. Izosimov, A. G. Luk'yanov, V. A. Utkin, V. I. Utkin // Avtomat. i Telemekh., 1990, №. 5, C.38–47; Autom. Remote Control, 51:5 (1990), P.601–608 . http://mi.mathnet.ru/eng/at5365

Mysak T.V., Mykhal'skyy V.M. Upravlenye matrychnym preobrazovatelem s ispol`zovanyem skol`zyashcheho rezhyma [Control of the matrix converter using the sliding mode] Tekhnichna elektrodynamika. Tema. vypusk „Sylova elektronika ta enerhoefektyvnist'”.– 2012. – Ч. 4. – С. 99– 105.

Emel'yanov S. V., Korovin S. K., Levantovskii L. V. Novyy klass algoritmov skol'zheniya vtorogo poryadka [A family of new regulators based on second order sliding mode], Matem. Mod., Vol.2, No.3 ,1990, pp.89–100. URL: http://mi.mathnet.ru/eng/mm2344

Levant A. Higher-order sliding modes, differentiation and output-feedback control. / A.Levant // International Journal of Control - INT J CONTR. 76. -2003.-P. 924-941. DOI: 10.1080/0020717031000099029.