Zasilacz sieciowy z przestrajalnym filtrem indukcyjnym i funkcją aktywnej kompensacji równoległe

• Autorzy: Ciepliński Łukasz , Gwóźdź Michał , Gulczyński Adam

Identyfikatory

DOI

10.15199/48.2024.03.07

Warianty tytułu

EN

AC power supply with tunable induction filter and active parallel compensation function

• Języki publikacji: PL

Abstrakty

PL

W pracy zaproponowano metodę aktywnej kompensacji równoległej, realizowanej za pomocą zasilacza sieciowego prądu stałego. Nowym aspektem pracy zaproponowanego układu jest zastosowanie przestrajalnego filtra indukcyjnego, umieszczonego na wejściu sterowanego źródła prądu, będącego podstawowym blokiem funkcjonalnym zasilacza. Zastosowanie przestrajalnego filtra indukcyjnego zwiększyło pasmo przenoszenia źródła a jednocześnie, w quasi-ustalonym stanie pracy układu, wartość składowej modulacji impulsowej (PWM) prądu wejściowego źródła pozostała na minimalnym, zakładanym poziomie. W pracy omówiono budowę systemu elektrycznego z zasilaczem i zasady jego działania a także, przedstawiono wyniki badań modeli symulacyjnego i laboratoryjnego układu.

EN

This work proposes a method of active parallel compensation, which can be implemented using a DC power supply. The second novel aspect of this work is the use of a tunable inductive filter, which is included at the input of the controlled current source. The use of a tunable inductive filter increases the bandwidth of the current source, while at the same time, in the quasi-steady state of the power supply operation, the carrier component (PWM) of the output current of current source remains at a minimum assumed level. The work discusses the design of the electrical system with the proposed power supply and the operating principles of this system and presents the results of simulation and laboratory model tests.

Słowa kluczowe

PL

aktywny energetyczny filtr równoległy; jakość energii elektrycznej; współczynnik mocy; zasilacz prądu stałego

EN

shunt active power filter; electrical energy quality; power factor correction; DC power supply

• Wydawca: Wydawnictwo SIGMA-NOT
• Czasopismo: Przegląd Elektrotechniczny
• Rocznik: 2024
• Tom: R. 100, nr 3
• Strony: 40--45
• Opis fizyczny: Bibliogr. 21 poz., rys., tab.

Twórcy

autor

Ciepliński Łukasz

• Politechnika Poznańska, Wydział Automatyki, Robotyki i Elektrotechniki, Instytut Elektrotechniki i Elektroniki Przemysłowej, ul. Piotrowo 3a, 60-965 Poznań

• https://orcid.org/0000-0001-7936-0858

autor

Gwóźdź Michał

• Politechnika Poznańska, Wydział Automatyki, Robotyki i Elektrotechniki, Instytut Elektrotechniki i Elektroniki Przemysłowej, ul. Piotrowo 3a, 60-965 Poznań

• https://orcid.org/0000-0002-2415-5037

autor

Gulczyński Adam

• Politechnika Poznańska, Wydział Automatyki, Robotyki i Elektrotechniki, Instytut Elektrotechniki i Elektroniki Przemysłowej, ul. Piotrowo 3a, 60-965 Poznań

• https://orcid.org/0000-0002-9346-6998

Bibliografia

• [1] Rashid M. H., Power Electronics Handbook. Oxford: Elsevier Ltd., 2018. ISBN: 0-12-581650-2.
• [2] Akagi H., Watanabe E. H., and Aredes M., Instantaneous Power Theory and Applications to Power Conditioning. Hoboken, NJ, USA: John Wiley & Sons, 2017. ISBN: 9781118362105.
• [3] Ding M., Li H., Zhao L., and Yang D., A High-Performance Isolated Bridgeless Resonant SEPIC PFC Converter at Medium Line Frequencies, IEEE Transactions on Power Electronics, Vol. 38, No. 8, pp. 10040-10051, Aug. 2023, doi: 10.1109/TPEL.2023.3279610.
• [4] Fang J., Li X., and Tang Y., A review of passive power filters for voltage-source converters, 2016 Asian Conference on Energy, Power and Transportation Electrification (ACEPT), 2016, pp. 1–6. doi: 10.1109/ACEPT.2016.7811547.
• [5] Vahedi H., Shojaei A. A., Dessaint L., and Al-Haddad K., Reduced DC-link voltage active power filter using modified PUC5 converter, IEEE Trans. Power Electron., Vol. 33, pp. 943–947, 2018. https://doi.org/10.1109/TPEL.2017.2727325.
• [6] Maciążek M., Grabowski D., Pasko M., and Lewandowski M., Compensation based on active power filters – The cost minimization, Applied Mathematics and Computation, Vol. 267, pp. 648–654, 2015. ISSN 0096-3003, https://doi.org/10.1016/j.amc.2015.01.001.
• [7] Pasko M. and Buła D., Hybrydowe energetyczne filtry aktywne, Przegląd Elektrotechniczny, Vol. 83, No. 7/8, pp. 1–5 (2007).
• [8] PN–EN 50160:2010 norm – Parameters of supply voltage in public power grids.
• [9] Fryze S., Active, reactive, and apparent power in circuits with nonsinusoidal voltage and current, Przegląd Elektrotechniczny, Vol. 13, pp. 193–203, 1931.
• [10] Budeanu C. I., Puissances Réactives et Fictives, Inst. Romain de l’Energie, Bucharest, Romania, 1927.
• [11] Zajkowski K., Wady teorii mocy w obwodach jednofazowych według Budeanu i Fryzego, Autobusy: Technika, Eksploatacja, Systemy Transportowe, 2016, Tom R. 17, Nr 12, ss. 1500- 1504.
• [12] Arranz-Gimon A., Zorita-Lamadrid A., Morinigo-Sotelo D., and Duque-Perez O., A review of total harmonic distortion factors for the measurement of harmonic and interharmonic pollution in modern power systems, Energies, Vol. 14, 6467, 2021, https://doi.org/10.3390/en14206467.
• [13] Gwóźdź M., Power electronics active shunt filter with controlled dynamics, Proc. COMPEL: The International Journal for Computation and Mathematics in Electrical and Electronic Engineering, Vol. 32, No. 4, pp. 1337–1344, 2013.
• [14] Wei Y., Luo Q., Du X., Altin N., Alonso J. M., and Mantooth H. A., Analysis and Design of the LLC Resonant Converter With Variable Inductor Control Based on Time-Domain Analysis, IEEE Transactions on Industrial Electronics, Vol. 67, No. 7, pp. 5432-5443, July 2020, doi: 10.1109/TIE.2019.2934085.
• [15] Li Y. et al., Extension of ZVS Region of Series–Series WPT Systems by an Auxiliary Variable Inductor for Improving Efficiency, IEEE Transactions on Power Electronics, Vol. 36, No. 7, pp. 7513-7525, July 2021, doi: 10.1109/TPEL.2020.3042011.
• [16] Zhang Z. et al., All-Fixed Switching Frequency Control of CRM Boost PFC Converter Based on Variable Inductor in a Wide Input Voltage Range, 2019 IEEE Energy Conversion Congress and Exposition (ECCE), Baltimore, MD, USA, 2019, pp. 1434- 1441, doi: 10.1109/ECCE.2019.8913202.
• [17] Gwóźdź M., Wojciechowski R. M., and Ciepliński Ł., Power supply with parallel reactive and distortion power compensation and tunable inductive filter — Part 2, Bull. Pol. Acad. Sci. Tech. Sci., Vol. 69(4), 2021, Article number: e137938 DOI: 10.24425/bpasts.2021.137938.
• [18] Gwóźdź M., The application of tuned inductors in electric power systems, Energies, Vol. 15, No. 22, 8481, 2022, https://doi.org/10.3390/en15228481.
• [19] Ciepliński Ł., Gwóźdź M., and Wojciechowski R. M., Application of a tuned inductor in a DC power supply with an active compensation function, Energies, Vol. 15, 6108, 2022. https://doi.org/10.3390/en15176108.
• [20] Kaczorek T., Dzieliński A., Dąbrowski W., and Łopatka R., Podstawy teorii sterowania, Warszawa: Publishing House WNT, 2020.
• [21] WWW Alfine-TIM, http://analog.alfine.pl/oferta/produkty-alfine [Access: 14.07.2023].

Uwagi

Opracowanie rekordu ze środków MNiSW, umowa nr POPUL/SP/0154/2024/02 w ramach programu "Społeczna odpowiedzialność nauki II" - moduł: Popularyzacja nauki i promocja sportu (2025).