Рассмотрены основные принципы реализации несимметричного гибридного многоуровневого преобразователя частоты на базе пятиуровневого инвертора напряжения с "реактивной ячейкой" в выходных фазах при соотношении напряжений в звене постоянного тока инверторов 3:3:1. Приведены результаты моделирования предложенных решений.

Розглянуто основні принципи реалізації асиметричного гібридного багаторівневого перетворювача частоти на базі п'ятирівневого інвертора напруги з "реактивною коміркою" у вихідних фазах за співвідношення напруги у ланцюзі постійного струму інверторів 3:3:1. Наведено результати моделювання запропонованих рішень.

Main principles of realization of the asymmetrical hybrid multilevel converter of frequency on the basis of inverter of a voltage with the five levels of voltages with "a reactive cell" in output phases are considered at a ratio of voltage in a link of a direct current of inverters 3:3:1. Results of modelling of the offered decisions are brought.

Рассмотрены вопросы моделирования многоуровневых преобразователей частоты в системе сеть переменного тока - многоуровневый преобразователь частоты - нагрузка. Разработан инструментарий и выполнены исследования энергетических показателей преобразователя, включая гармонический состав входного тока и выходного напряжения, а также мощность потерь в ключах.

Рассмотрены возможности улучшения показателей активного выпрямителя тока для высоковольтного преобразователя частоты на базе автономного инвертора тока. Показано, что при использовании широтно-импульсной модуляции эффективным является применение метода пространственного вектора тока. Это позволяет уменьшить количество переключений ключей при фиксированной частоте модуляции. При низких частотах модуляции предложено использовать составную схему с последовательным соединением по выходу нескольких выпрямителей.

Представлены принципы реализации многоуровневого преобразователя частоты при кратности напряжений инверторов в фазах 3:3:1. Рассмотрено формирование выходного напряжения при квантовании по уровню и в сочетании с ШИМ для инвертора с минимальным напряжением при модуляции напряжения задания гармониками кратными трем. Предложена структура входной цепи с использованием 36-фазной схемы выпрямления.

Представлены принципы реализации автономного инвертора тока в режиме источника синусоидального напряжения. Рассмотрено формирование напряжения в выходных фазах инвертора при использовании релейных регуляторов. Предложен алгоритм управления ключами инвертора тока, представлены результаты моделирования на активно-индуктивную нагрузку.

Получены настройки регуляторов векторной системы управления асинхронным двигателем с комбинированным формированием напряжения статора в тяговом электроприводе с питанием от аккумуляторной батареи, обеспечивающие максимальное быстродействие в регулировании момента для систем регулирования напряжения в звене постоянного тока преобразователя частоты с пропорциональным регулятором и каналом компенсации статизма по току аккумуляторной батареи, а также с регулятором напряжения пропорционально-интегрального типа. Осуществлен сравнительный анализ переходных функций момента для двух структур системы векторного управления асинхронным двигателем.

Представлены принципы реализации автономного инвертора тока в режиме источника синусоидального напряжения. Предложено при формировании выходного напряжения инвертора использовать трехуровневые релейные регуляторы, разработан алгоритм управления ключами инвертора. Представлены результаты моделирования инвертора с активным выпрямителем тока на входе при активно-индуктивной нагрузке.

Рассмотрена реализация режима ослабления поля двигателя постоянного тока, смешанного возбуждения при шунтировании последовательной обмотки возбуждения и регулировании тока независимой обмотки. Показана эффективность использования регулирования только тока независимой обмотки без шунтирования последовательной обмотки. Предложена схема электропривода, ее работоспособность подтверждают результаты моделирования.

Предложена новая усовершенствованная методика расчета для построения магнитной характеристики тягового электродвигателя (ТЭД) постоянного тока, позволяющая повысить точность расчета в режимах ослабления поля. Разработаны математические модели тягового электропривода с двигателем постоянного тока при использовании функционального преобразователя для определения коэффициента ослабления поля на основе модели вебер-амперной характеристики.

Вдосконалено принципи управління та перерозподілу енергії, яка накопичується в акумуляторній батареї, в фотоелектричній системі локального об'єкта, підключеного до мережі з багатозонною тарифікацією при виключенні генерації енергії в мережу. За рахунок енергії батареї в найбільш навантажені пікові години та частково в денний час система працює автономно і не залежить від можливих спотворень якості електроенергії в мережі. Запропоновано сценарії рекомендованого графіка навантаження відповідно до відношення прогнозованого значення денної генерації енергії фотоелектричної батареї (ФЕБ) до її можливого максимального значення. Запропоновано методику розрахунку рекомендованого навантаження з поточним корегуванням за фактичною генерацією та ступенем заряду батареї, що надає можлывисть врахувати відхилення фактичної генерації ФЕБ від прогнозного значеннята фактичного навантаження від рекомендованого. Розроблено імітаційну модель енергетичних процесів у системі з корегуванням значення рекомендованого навантаження. Працездатність запропонованих рішень підтверджено моделюванням у Matlab і на експериментальній установці на базі стандартного гібридного інвертора. Отримані рішення є основою для проектування нових і модернізації існуючих фотоелектричних систем локальних об'єктів із використанням програмно-технічних комплексів управління електроспоживанням.