Реалізація амплітудно-частотно-часового представлення спотворених кривих струму та напруги на виході перетворювача частоти типа LS800-42K2-TD за допомогою спрощеної комплексної wavelet-функції Морле

Автор(и)

  • A. V. Gorpinich Приазовський державний технічний університет, Маріуполь, Україна
  • I. A. Taranenko Лодзинський технічний університет, м. Лодзь, Польща

DOI:

https://doi.org/10.15802/ecsrt2014/51341

Ключові слова:

електромагнітна сумісність, перетворювач частоти з ланкою постійного струму, широтно-імпульсна модуляція, високочастотні складові струму та напруги, wavelet-перетворення, скейлограма.

Анотація

Мета. В роботі наведені результати досліджень спотворених кривих струму та напруги на виході перетворювача частоти з ланкою постійного струму типу LS800-42K2-TD, отриманих за допомогою цифрового осцилографу типу АКТАКОМ АСК-2034, скейлограми досліджуваних сигналів (графічні інтерпретації їхнього частотно-часового зображення) та їхні wavelet-перетворення у вигляді 3D-залежностей, отримані у середовищі Wolfram Mathematica за допомогою так званої «спрощеної комплексної wavelet-функції Морле». Методика. У результаті лабораторних досліджень отримані осцилограми фазного струму на виході перетворювача частоти з ланкою постійного струму та лінійної напруги на клемах двигуна, що приводиться. У середовищі Wolfram Mathematica розроблена програма, яка дозволяє отримати значення частот та амплітуд окремих частотних складових спотворених кривих струму та напруги, а також графічні інтерпретації їх частотно-часового зображення (скейлограми). Результати. За допомогою розробленої у середовищі Wolfram Mathematica програми на виході перетворювача частоти з ланкою постійного струму були виявлені високочастотні складові у діапазоні 0,76-97,31 кГц з амплітудами до 199 % за напругою та до 78 % за струмом від амплітуди основної частоти. Тривалість цих складових досягає десятків мікросекунд-одиниць мілісекунд, а фронт близький до прямокутного. Наукова новизна. Застосовуючи спеціальний алгоритм визначення частот і амплітуд окремих гармонічних складових, що базується на використанні спрощеної комплексної wavelet-функції Морле, були отримані анімовані частотні спектри фазного струму на виході перетворювача частоти з ланкою постійного струму та лінійної напруги на клемах двигуна, які унаочнюють зміни частотного наповнення досліджуваних сигналів для будь-якого моменту часу у межах всього періоду їхньої регістрації. Також була розроблена спеціальна підпрограма у середовищі Wolfram Mathematica, що дозволяє зобразити у вигляді 3D-залежностей wavelet-перетворення досліджуваних сигналів. Практична значимість. Наведені результати можуть бути використані при оцінюванні негативного впливу високочастотних складових на конденсатори ланки постійного струму, ізоляцію обвиток двигуна, що приводиться, та ізоляцію з'єднувального кабелю, а також при дослідженні резонансних явищ, які призводять до виходу з ладу елементів перетворювача частоти та двигуна. Результати роботи будуть корисні при виборі параметрів пасивних та активних фільтрів, що застосовуються для заглушення високочастотних складових.

Біографії авторів

A. V. Gorpinich, Приазовський державний технічний університет, Маріуполь

Горпинич Олександр Вікторович

Кафедра електрифікації промислових підприємств, к.т.н., доцент

I. A. Taranenko, Лодзинський технічний університет, м. Лодзь

Тараненко Іван Анатолійович

Інститут електроенергетики, магістр

Посилання

Горпинич А. В. Оценка срока службы конденсаторов звена постоянного тока частотного преобразователя серии SINAMICS S120 фирмы Siemens [Текст]/ А. В. Горпинич, А. С. Вербин // Енергетика, енергозбереження на початку XXI століття : всеукраїнська наук.-практ. конф. молодих учених, спеціалістів, аспірантів, 20 березня 2014 р.: тези доповідей. – Маріуполь: ДВНЗ "ПДТУ", 2014. – С. 106.

Analysis and evaluation of DC-link capacitors for high-power-density electric vehicle drive systems [Text]/ H. Wen, W. Xiao, X. Wen, P. Armstrong // IEEE Transactions on Vehicular Technology. – 2012. – Vol. 61. – No. 7. – P. 2950 – 2964.

Павлов, А. Н. Частотно-временно́й анализ нестационарных процессов: концепции вейвлетов и эмпирических мод [Текст] / А. Н. Павлов, А. Е. Филатова, А. Е. Храмов // Известия вузов. Прикладная нелинейная динамика. – 2011. – Т. 19. – № 2. – С. 141 – 157.

Measures for the limitation of voltage distortion in the kHz range [Text] / K. Krueger, M. Sonnenschein, C. Unger, R. Zurowski // Proc. 7th International Power Engineering Conference (IPEC 2005). – 29 November – 2 December 2005. – Sin-gapore – P. 1 – 5.

Tse N. C. F. Practical application of wavelet to power quality analysis [Text] / N. C. F. Tse // Proc. IEEE Power Engineering Society General Meeting. – 18-22 June 2006. – Montreal, Quebec (Canada). – P. 1 – 5.

Huang S.-J. Application of morlet wavelets to supervise power system distur-bances [Text]/ S.-J. Huang, C.-T. Hsieh, C.-L. Huang // IEEE Transactions on Power Delivery. – 1999. – Vol. 14. – No. 1. – P. 235 – 243.

Teolis A. Computational signal processing with wavelets [Text] / A. Teolis. – Boston, Massachussets: Birkhauser, 1998. – 324 p. – ISBN 0-8176-3909-8.

Mallat S. A wavelet tour of signal processing [Text] / S. Mallat. – St. Luis, Missouri: Academic Press, 1998. – 577 p. – ISBN 0-12-466605-1.

Carmona R. A. Multiridge detection and time-frequency reconstruction [Text] / R. A. Carmona, W. L. Hwang, B. Torresani // IEEE Transactions on Signal Processing. – 1999. – Vol. 47. – No. 2. – P. 480 – 492.

Carmona R. A. Characterization of signals by the ridges of their wavelet transforms [Text] / R. A. Carmona, W. L. Hwang, B. Torresani // IEEE Transactions on Signal Processing. – 1997. – Vol. 45. – No. 10. – P. 2586 – 2590.

Zobaa A. Power quality issues [Text] / A. Zobaa. – Rijeka, Croatia: InTech, 2013 – 300 p. – ISBN 978-953-51-1068-2.

Disturbances due to voltage distortion in the kHz range – experiences and mitigation measures [Text] / C. Unger, K. Krueger, M. Sonnenschein, R. Zurowski // Proc. 18th International Conference and Exhibition on Electricity Distribution (CIRED 2005). – 6-9 June 2005. – Turin (Italy). – P. 1 – 4.

##submission.downloads##

Опубліковано

2014-09-01

Як цитувати

Gorpinich, A. V., & Taranenko, I. A. (2014). Реалізація амплітудно-частотно-часового представлення спотворених кривих струму та напруги на виході перетворювача частоти типа LS800-42K2-TD за допомогою спрощеної комплексної wavelet-функції Морле. Електромагнітна сумісність та безпека на залізничному транспорті, (7). https://doi.org/10.15802/ecsrt2014/51341

Номер

№ 7 (2014)

Розділ

ЕЛЕКТРОМАГНІТНА СУМІСНІСТЬ НА ЗАЛІЗНИЧНОМУ ТРАНСПОРТІ

Ліцензія

Автори, які публікуються у цьому журналі, погоджуються з наступними умовами:

  • Автори залишають за собою право на авторство своєї роботи та передають журналу право першої публікації цієї роботи на умовах ліцензії Creative Commons Attribution License, котра дозволяє іншим особам вільно розповсюджувати опубліковану роботу з обов'язковим посиланням на авторів оригінальної роботи та першу публікацію роботи у цьому журналі.

  • Автори мають право укладати самостійні додаткові угоди щодо неексклюзивного розповсюдження роботи у тому вигляді, в якому вона була опублікована цим журналом (наприклад, розміщувати роботу в електронному сховищі установи або публікувати у складі монографії), за умови збереження посилання на першу публікацію роботи у цьому журналі.

  • Політика журналу дозволяє і заохочує розміщення авторами в мережі Інтернет (наприклад, у сховищах установ або на особистих веб-сайтах) рукопису роботи, як до подання цього рукопису до редакції, так і під час його редакційного опрацювання, оскільки це сприяє виникненню продуктивної наукової дискусії та позитивно позначається на оперативності та динаміці цитування опублікованої роботи (див. The Effect of Open Access).