modele matematyczne energoelektronicznych przeksztaÅtników ...
modele matematyczne energoelektronicznych przeksztaÅtników ...
modele matematyczne energoelektronicznych przeksztaÅtników ...
Create successful ePaper yourself
Turn your PDF publications into a flip-book with our unique Google optimized e-Paper software.
Modele <strong>matematyczne</strong> <strong>energoelektronicznych</strong> przekształtników wielopoziomowych. Analiza ... 13<br />
1. WPROWADZENIE<br />
We współczesnej gospodarce obserwuje się wzrost zapotrzebowania na urządzenia<br />
przekształcające energię elektryczną zwane przekształtnikami. Wynika to<br />
z rosnących wymagań stawianych przez odbiorców energii. Liczne odbiorniki, w tym<br />
zwłaszcza odbiorniki określane jako „wrażliwe”, wymagają ciągłego zasilania o stabilnych<br />
parametrach. Ważna jest pewność zasilania, stabilność parametrów napięcia zasilającego<br />
oraz jakość dostarczanej energii elektrycznej po przekształceniu. Zastosowane<br />
do tego celu przekształtniki muszą spełniać zróżnicowane wymagania, które<br />
określają poziom mocy oraz cele i sposoby przekształcania energii elektrycznej. Kolejne<br />
wymagania dotyczą niezawodności przekształtników, bezpieczeństwa użytkowania,<br />
a także jakości pobieranej i generowanej energii. Ważnym kryterium jest zwłaszcza<br />
zawartość wyższych harmonicznych w przebiegach prądów i napięć [118].<br />
Postęp w technologii półprzewodników mocy przyczynił się do wzrostu mocy<br />
jednostkowej eksploatowanych przekształtników. Obecnie sięga ona wielu megawatów,<br />
a w układach przesyłu energii elektrycznej za pomocą prądu stałego stosowane są<br />
przekształtniki o mocy rzędu tysięcy megawatów.<br />
Największa liczba przekształtników znalazła zastosowanie w układach napędów<br />
prądu przemiennego. Przekształtniki napędowe muszą spełniać wiele specyficznych<br />
wymagań takich jak np. niezawodność, odporność na zaburzenia i zapady napięcia<br />
zasilającego, odporność na przeciążenia i zwarcia obciążenia, kompatybilność elektromagnetyczna.<br />
Szczególnie istotna w tym zastosowaniu jest możliwość kształtowania<br />
charakterystyki napięcie-częstotliwość U/f w szerokim zakresie zmian prędkości<br />
obrotowej [12, 13, 20, 24, 29, 30, 59, 76, 94, 95, 114, 119].<br />
Liczba przekształtników przeznaczonych do innych zastosowań niż napędowe<br />
rośnie szybko w ostatnich latach. Związane jest to z zapotrzebowaniem na systemy<br />
bezpiecznego zasilania, które znajdują zastosowanie również poza przemysłem np.<br />
w medycynie, informatyce i bankowości, a także z rozwojem energetyki opartej<br />
o źródła odnawialne. Takie urządzenia energetyki odnawialnej jak fotoogniwa i ogniwa<br />
paliwowe, z zasady wymagają przekształcenia energii prądu stałego na powszechnie<br />
stosowaną energię prądu przemiennego. W zastosowaniach takich jak zasilanie bezprzerwowe,<br />
systemy energetyki rozproszonej czy układy regulacji napięcia sieci, podstawowym<br />
wymaganiem jest wytworzenie napięcia lub prądu przemiennego, najlepiej<br />
o sinusoidalnym kształcie przebiegu wartości chwilowej i częstotliwości 50 Hz (w wielu<br />
krajach 60 Hz).<br />
Tak więc wymagania dotyczące regulacji napięcia, prądu i częstotliwości są dla<br />
wielu przekształtników inne niż w napędach prądu przemiennego. Na przykład<br />
w zasilaczach bezprzerwowych (UPS) 1 najważniejsze wymagania obejmują wysoką<br />
jakość przebiegów wyjściowych, stabilność parametrów w czasie, w tym częstotliwości<br />
napięcia wyjściowego i wysoką sprawność energetyczną urządzenia [40, 55, 61, 96,<br />
120, 141].<br />
Ważnym obszarem zastosowań przekształtników mogą stać się układy regulacji<br />
napięcia w sieciach elektroenergetycznych niskiego i średniego napięcia. Na świecie<br />
1 UPS – Uninterruptible Power Supply.
Change language