Blanking-time effects in the context of modular multilevel converters

• Autorzy: Staudt V. , Rothstein A. , Kleine Jäger M.

Warianty tytułu

PL

Efekty pauzy w modularnych przekształtnikach wielopoziomowych

• Języki publikacji: EN

Abstrakty

EN

Blanking-time (or blocking-time) effects in power-electronic converters have been known since long. They introduce disturbances which are not easily handled by control means. Their compensation is not straightforward, because they depend on the sign (direction) and to a much lesser degree on the magnitude of the current flowing through the switching devices. Depending on the topology of the converter and the relation between blanking time and pulse period, the influence on the output quantities is relevant. This paper analyses blanking-time effects based on measurements performed on a modular multilevel converter – where these effects also influence the harmonic content of the DC voltage considerably. A straightforward FPGA-based compensation mechanism is implemented and its mitigation effect documented.

PL

Efekty pauz (lub czasu blokowania) w przekształtnikach energoelektronicznych są znane od dawna. Wprowadzają one zaburzenia trudne do opanowania metodami sterowania. Nie są one bezpośrednio kompensowane ponieważ zależą one głównie od kierunku a w mniejszym stopniu od wartości prądu przełączników. Wpływ pauz na wielkości wyjściowe przekształtnika zależy od jego topologii oraz stosunku czasu pauzy do czasu trwania impulsów łączeniowych. Artykuł ten analizuje skutki pauz na pomiary przeprowadzone na modularnych przekształtnikach wielopoziomowych, w których wpływają one znacząco na zawartość harmonicznych i na napięcie wyjściowe. W artykule został zastosowany bezpośredni, oparty na FPGA, mechanizm kompensacji i udokumentowane zostaly jego skutki.

Słowa kluczowe

EN

blanking time; blocking times; modular multilevel converter; MMC

PL

efekt pauzy; czas blokowania; przekształtnik modularny; przekształtnik wielopoziomowy; MMC

• Wydawca: Wydawnictwo SIGMA-NOT
• Czasopismo: Przegląd Elektrotechniczny
• Rocznik: 2015
• Tom: R. 91, nr 11
• Strony: 129--132
• Opis fizyczny: Bibliogr. 9 poz., rys., wykr.

Twórcy

autor

Staudt V.

• Ruhr-Universität Bochum, Energiesystemtechnik und Leisttungsmechatronik, Universitätsstr. 150, 44780 Bochum, Germany

autor

Rothstein A.

• Ruhr-Universität Bochum, Energiesystemtechnik und Leisttungsmechatronik, Universitätsstr. 150, 44780 Bochum, Germany

autor

Kleine Jäger M.

• Ruhr- Universität Bochum, Energiesystemtechnik und Leisttungsmechatronik, Universitätsstr. 150, 44780 Bochum, Germany

Bibliografia

• [1] R. Viola, H. Grotstollen, Einfluß der Ventilschaltzeiten auf das Verhalten vonPulswechselrichtern, etzArchiv Band 10 (1988), S. 181−187
• [2] C. Foerth, Traktionsantrieb ohne Drehzahlgeber mit minimiertem Messaufwand, Dissertation Ruhr-Universität Bochum 2001, VDI-Verlag, Reihe 8, Nr. 936, Düsseldorf 2002
• [3] M. Spichartz, C. Heising, V. Staudt, and A. Steimel, “Correction of Inverter Voltage Errors for Model-Based Induction Machine Control,” in 20th International Symposium on Power Electronics, Electrical Drives, Automation and Motion (SPEEDAM), (Pisa, Italy),2010.
• [4] F. Herty, “Korrektur von totzeitbedingten Störungen in elektrischen Antrieben mit Pulswechselrichtern”, PhD thesis, Aachen: Shaker, 2002.
• [5] R. S. Colby, A. K. Simlot, M. A. Hallouda, “Simplified model and corrective measures for induction motor instability caused by PWM inverter blanking time”, PESC 1990, pp. 678 – 683
• [6] A. Gebregergis, M. Islam, S. Hossain, S. Veigas, R. Ramakrishnan, S. Ballal, T. Sebastian, “Modeling and analysis of switching non-linearities of an inverter fed PMSM drive for low torque ripple application”,PEDES 2012, pp. 1 - 6
• [7] A. Lesnicar and R. Marquardt, “An innovative modular multilevel converter topology suitable for a wide power range,” in Proc. Power Tech Conf., Bologna, Italy, 2003, p. 6.
• [8] A. Lesnicar, Neuartiger, Modularer Mehrpunktumrichter M2C für Netzkupplungsanwendungen, Diss. Universität der Bundeswehr München 2008
• [9] M. Kleine Jäger, M. Kohlmann, M. Gorski, V. Staudt and A. Steimel, Real-time control system and entire control structure for a test bench for a MMC-based HVDC transmission system. 9th Mediterranean Conference on Power Generation, Transmission Distribution and Energy Conversion (MedPower), Athen 2014