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

A. V. Gorpinich, I. A. Taranenko

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.


Ключові слова


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

Повний текст:

PDF (Русский)

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.


Посилання

  • Поки немає зовнішніх посилань.


ISSN: 2223–5620 (Print)

ISSN: 2411–1554 (Online)