Simulation and analysis of the influence of thyristor conduction time in three-phase controlled rectifiers on harmonic distortions in the power supply network

Скорочена інформація про документ
dc.contributor.authorPeretyatko, J.
dc.contributor.authorTrotsenko, Y.
dc.contributor.authorHaiko, М.
dc.contributor.authorSvyatnenkо, V.
dc.date.accessioned2026-05-13T07:45:03Z
dc.date.available2026-05-13T07:45:03Z
dc.date.issued2025
dc.description.abstractBackground.Modern technologies related to power electronics and microprocessors create new challenges for ensuring high-quality electrical energy. The use of single-phase and three-phase rectifiers for supplying loads often leads to current waveform distortion, which negatively affects equipment performance and reduces the operational characteristics of energy systems. The main issue is harmonic distortion caused by load nonlinearity, which can degrade the quality of electrical energy and affect the performance of transformers and cable lines. Objective.The aim of the study is to analyze the changes in power quality indicators when the control angle of thyristors in a three-phase asymmetrical controlled bridge rectifier is modified. The study is conducted through analytical calculations and computer simulation. Methods.The research was carried out based on a simulation model of a three-phase asymmetric bridge rectifier. MATLAB® and Simulink® environments were used for simulating three cases: without a filter, with a filter but without considering the internal resistance of the transformer, and with a filter, taking into account the transformer's internal resistance. The simulation included an analysis of parameter changes at different thyristor control angles. Results.It was found that increasing the control angle leads to an increase in the harmonic distortion coefficient in the network, which mayexceed the permissible limits defined by IEEE 519-2022 and DSTU EN 50160:2023 standards. The study also explored the impact of LC filters on power quality, particularly their negative effect in the form of a reduced power factor. Conclusions.The change in the thyristor control angle affects the quality of electrical energy by increasing harmonic distortion and reducing the power factor. The obtained results emphasize the need for careful selection of rectifier control parameters and harmonic filtering to ensure compliance with regulatory requirements. An important recommendation is to consider the internal resistances of transformers when designing such circuits, as they influence the level of current and voltage distortion in the electrical network.
dc.description.abstractotherПроблематика. Сучасні технології, пов’язані із силовою електронікою та мікропроцесорами, створюють нові виклики для забезпечення високої якості електричної енергії. Використання однофазних та трифазних випрямлячів для живлення навантажень часто призводить до спотворення форми струму, що негативно впливає на ефективність роботи обладнання та знижує експлуатаційні характеристики енергетичних систем. Головною проблемою є гармонічні спотворення, спричинені нелінійністю навантажень, які можуть погіршити якість електричної енергії та вплинути на працездатність трансформаторів і кабельних ліній. Мета дослідження. Метою дослідження є аналіз змін показників якості електроенергії при зміні кута керування тиристорами в трифазному несиметричному керованому мостовому випрямлячі. Дослідження проводиться за допомогою аналітичного розрахунку та комп'ютерного моделювання. Методика реалізації. Дослідження проводились на базі імітаційної моделі трифазного мостового несиметричного випрямляча. Для цього використовувались середовище MATLAB® та Simulink®, де проводили моделювання трьох випадків: без фільтра, з фільтром, але без врахування внутрішнього опору трансформатора, а також з фільтром і врахуванням внутрішнього опору трансформатора. Моделювання включало аналіз змін параметрів при різних кутах керування тиристорами. Результати дослідження. Встановлено, що збільшення кута керування призводить до зростання коефіцієнта гармонічних спотворень у мережі, що може перевищувати допустимі межі, визначені стандартами IEEE 519-2022 та ДСТУ EN 50160:2023. Також досліджено вплив LC-фільтрів на якість електроенергії, зокрема їхній негативний ефект у вигляді зменшення коефіцієнта потужності. Висновки. Зміна кута керування тиристорами впливає на якість електричної енергії, збільшуючи гармонічні спотворення та знижуючи коефіцієнт потужності. Отримані результати підкреслюють необхідність ретельного вибору параметрів керування випрямлячами та фільтрації гармонік для забезпечення відповідності нормативним вимогам. Важливою рекомендацією є врахування внутрішніх опорів трансформаторів при проектуванні таких схем, оскільки вони впливають на рівень спотворень струму та напруги в електричній мережі.
dc.format.pagerangeС. 86-95
dc.identifier.citationSimulation and analysis of the influence of thyristor conduction time in three-phase controlled rectifiers on harmonic distortions in the power supply network / J. Peretyatko, Y. Trotsenko, М. Haiko, V. Svyatnenkо // Енергетика: економіка, технології, екологія : науковий журнал. – 2025. – № 1. – С. 86-95. – Бібліогр.: 21 назв.
dc.identifier.doihttps://doi.org/10.20535/1813-5420.1.2025.324268
dc.identifier.orcid0000-0003-1397-8078
dc.identifier.orcid0000-0001-9379-0061
dc.identifier.orcid0009-0003-9856-7485
dc.identifier.orcid0000-0002-0518-1045
dc.identifier.urihttps://ela.kpi.ua/handle/123456789/80833
dc.language.isoen
dc.publisherКПІ ім. Ігоря Сікорського
dc.publisher.placeКиїв
dc.relation.ispartofЕнергетика: економіка, технології, екологія : науковий журнал, № 1
dc.rights.urihttps://creativecommons.org/licenses/by/3.0/
dc.subjectharmonic distortions
dc.subjectthyristor rectifier
dc.subjecttotal harmonic distortion
dc.subjectpower quality
dc.subjectcomputer modeling
dc.subjectгармонійні спотворення
dc.subjectтиристорний випрямляч
dc.subjectзагальний коефіцієнт гармонічних спотворень (THD)
dc.subjectякість електроенергії
dc.subjectкомп'ютерне моделювання
dc.subject.udc621.316
dc.titleSimulation and analysis of the influence of thyristor conduction time in three-phase controlled rectifiers on harmonic distortions in the power supply network
dc.title.alternativeМоделювання та аналіз впливу часу провідності тиристорів у трифазних керованих випрямлячах на гармонічні спотворення в мережі електроживлення
dc.typeArticle

Файли

Контейнер файлів
Зараз показуємо 1 - 1 з 1
Ескіз
Назва:
86-95.pdf
Розмір:
474.61 KB
Формат:
Adobe Portable Document Format
Завантажити
Ліцензійна угода
Зараз показуємо 1 - 1 з 1
Ескіз недоступний
Назва:
license.txt
Розмір:
8.98 KB
Формат:
Item-specific license agreed upon to submission
Опис:
Завантажити

Зібрання

Енергетика: економіка, технології, екологія: науковий журнал, № 1