Głównym celem projektu wykonanego w 2006 roku było zbadanie możliwości zastosowania wielofazowych przekształtników macierzowych dla potrzeb energetyki. Tego typu przekształtniki zostały wybrane ... więcej

Głównym celem projektu wykonanego w 2006 roku było zbadanie możliwości zastosowania wielofazowych przekształtników macierzowych dla potrzeb energetyki. Tego typu przekształtniki zostały wybrane po analizach i badaniach pracy układów 3 fazowych w systemie elektroenergetycznym w trakcie poprzednich badań. Wybór ilości faz został podyktowany faktem, że z układu trójfazowego można używając transformatorów o odpowiedniej konstrukcji otrzymać system 12 fazowy. Niewątpliwie najtrudniejszym elementem przedsięwzięcia było opracowanie układu sterowania przekształtnika i adaptacja algorytmu sterowania używanego poprzednio do pracy z układami 3-fazowymi do układu wielofazowego. Rozpatrywano dwie możliwe konfiguracje pracy przekształtnika: transformator 3x12, matryca 12x12 i transformator 12x3 oraz transformator 3x12 oraz matryca 12x3. Pierwszy układ zapewnia obustronną symetrię, a drugi daje oszczędności oraz ciekawe możliwości sterowania. Zastosowany algorytm sterowania w przypadku matrycy 12x12 zapewnia ciągłość przewodzenia oraz brak zwarć, co oznacza że każda faza wyjściowa jest zawsze połączona z jedna faza wejściową i odwrotnie. W przypadku sterowania matrycą 12x3 po symulacjach wybrano dwa algorytmy- jeden zapewniający pracę przy użyciu odwzorowania z obwoluty napięć wejściowych a drugi pracę polegającą na połączeniu fazy wyjściowej w danej chwili z fazą o najbliższej jej wartości. W pierwszym przypadku otrzymano przebieg wyjściowy zbliżony do przebiegu z falownika 6-cio pulsowego, do którego zastosowano następnie modulację typu PWM w celu regulacji wartości napięcia oraz ograniczenia zawartości harmonicznych w przebiegach prądów i napięć. Oczywiście w przypadku przekształtnika 12x3 nie jest możliwe zapewnienie ciągłości prądu w fazach wejściowych, ale możliwa jest taka konfiguracja uzwojeń transformatora 3X12, że uzyskuje się ciągłość prądów po stronie 3-ch faz wejściowych. Drugi algorytm buduje 3 fazy napięć wyjściowych z wszystkich dostępnych 12 faz wejściowych wybierając z faz wejściowych w danej chwili tę która jest nablizsza pod względem wartości pożądanemu przebiegowi wyjściowemu. Zarówno pod względem zawartości harmonicznych jak również pod względem transferu napięcia układy wielofazowe okazały się znacznie lepsze niż proponowane wcześniej układy trójfazowe. Mimo ze wymagają one budowy specjalistycznych transformatorów, to przebiegi prądów i napięć w tych układach nie zawierają harmonicznych niskiego rzędu które są trudne do odfiltrowania i których zawartość w układach trójfazowych była jedną z barier dla praktycznych zastosowań przekształtnika macierzowego. Projekt przeprowadzony w 2006 roku był ostatnim etapem badań przed wykonaniem rzeczywistego modelu łącznika zawierającego multi-fazową strukturę przekształtnika macierzowego.