Modelowanie trójmodułowego układu DC-DC z przekształtnikami typu DAB połączonymi szeregowo-równolegle

• Autorzy: Grzejszczak P. , Barlik R.

Identyfikatory

DOI

10.5604/01.3001.0009.4810

Warianty tytułu

EN

Dynamic model of modular DC-DC converter with three Dual Active Bridge converters with series input parallel output connections

• Języki publikacji: PL

Abstrakty

PL

W pracy przedstawiono opis analityczny i wyniki badań symulacyjnych modelu dynamicznego wielomodułowego przekształtnika DC-DC, złożonego z podwójnych mostków aktywnych (DAB). Rozpatrywana topologia charakteryzuje się szeregowo połączonymi zaciskami wysoko-napięciowymi i równolegle połączonymi zaciskami niskonapięciowymi, zapewniając w ten sposób dużą przekładnię napięciową między sprzęganymi obwodami napięcia stałego. Na podstawie obwodowego modelu podwójnego mostka aktywnego, opracowano uśredniony model dynamiczny opisany transmitancją operatorową. Wykorzystano przy tym narzędzia do identyfikacji obiektów dostępne w pakiecie System Identification Toolbox w środowisku Matlab'a, które umożliwiły dokonanie doboru parametrów regulatorów PI napięcia i prądu, wchodzących w skład zamkniętego układu sterowania przekształtnikiem trójmodułowym, zapewniających jego stabilną pracę i odpowiednie właściwości dynamiczne.

EN

This paper describes the results of the analysis of the dynamic model of a multi-modular DC-DC converter, consisting of double active bridges DAB. The considered topology has a series-connected high-voltage terminals and low-voltage terminals connected in parallel. On the basis of the circuit model of the DAB, averaged dynamic model in the form of a transfer function has been developed, using tools available in the System Identification Toolbox in Matlab. Using this software, the parameters of PI regulators in closed loop control were tuned, providing adequate dynamic properties and maintaining the stability of the system.

Słowa kluczowe

PL

układ wielomodułowy; podwójny mostek aktywny (DAB); układ szeregowo-równoległy; model dynamiczny

EN

multimodular converter; dual active bridge; series input parallel output; dynamic model

• Wydawca: Sieć Badawcza Łukasiewicz - Instytut Elektrotechniki
• Czasopismo: Prace Instytutu Elektrotechniki
• Rocznik: 2016
• Tom: Z. 275
• Strony: 5--21
• Opis fizyczny: Bibliogr. 10 poz., rys.

Twórcy

autor

Grzejszczak P.

• Politechnika Warszawska, Instytut Sterowania i Elektroniki Przemysłowej, ul. Koszykowa 75, 00-662 Warszawa

autor

Barlik R.

• Politechnika Warszawska, Instytut Sterowania i Elektroniki Przemysłowej, ul. Koszykowa 75, 00-662 Warszawa

Bibliografia

• 1. Zumel P., Ortega L., Lazaro A., Fernandez C., Barrado A., Rodriguez A., Hernando M.M.: Modular Dual Active Bridge converter architecture, IEEE Conf., nr. 5, s. 1081-1087, 2014.
• 2. Chen W., Ruan X., Yan H., Tse Ch.K.: DC/DC Conversion Systems Consisting of Multiple Converter Modules: Stability, Control, and Experimental Verifications, IEEE Trans. Power Electron., vol. 24, nr 6, s. 1463-1474, 2009.
• 3. Fang T., Ruan X., Tse Ch. K.: Control strategy to achive input and output voltage sharing for input-series-output series-conected inverter systems, IEEE Trans. on Power Electronics. vol. 25, nr 6, s. 1585-1596, 2010.
• 4. Luth T., Merlin M.M.C., Green T.C., F. Hassan, Barker C.D.: High-Frequency Operation of a DC/AC/DC System for HVDC Applications, IEEE Trans. on Power Electronics, vol. 29, nr 8, s. 4107- 4115, 2014.
• 5. Grzejszczak P., Nowak M., Barlik R., Wysocki R., Kozdrój K.: Budowa i badania wielomodułowego przekształtnika DC/DC, mat. XI konf. Sterowanie w Energoelektronice i Napędzie Elektrycznym, CD, s. 1-6, Łódź, 2013.
• 6. Nowak M., Grzejszczak P., Wysocki R., Barlik R.: Sterowanie wielomodułowego, transformatorowego przekształtnika DC/DC o dwukierunkowym przepływie energii, Przegląd Elektrotechniczny, vol. 88, nr 12b, s. 295-298, 2012.
• 7. Qin H., Kimball J.W.: Generalized Average Modeling of Dual Active Bridge DC–DC Converter, IEEE Trans. Power Electron., vol. 27, nr 4, s. 2078-2084, 2012.
• 8. Krismer F., Kolar J.W.: Accurate small-signal model for the digital control of an automotive bidirectional dual active bridge, IEEE Trans. Power Electron., vol. 24, nr 12, s. 2756–2768, 2009.
• 9. Ljung L.: System Identification Toolbox™ User's Guide, www.mathworks.com, 2016.
• 10. Barlik R., Nowak M., Grzejszczak P.: Power transfer analysis in a single phase dual active bridge. Bulletin of the Polish Academy of Sciences, Technical Sciences, vol. 61, nr 4, s. 1-20, 2013.