Trójfazowy dwupoziomowy falownik napięcia z łagodnym przełączaniem tranzystorów odpornym na zakłócenia sterowania

• Autorzy: Mazgaj W. , Rozegnał B. , Szular Z.

Identyfikatory

DOI

10.15199/48.2016.03.36

Warianty tytułu

EN

Three-phase two-level voltage source inverter with a transistor soft switching system resistant to control disruptions

• Języki publikacji: PL

Abstrakty

PL

Łagodne przełączanie tranzystorów w falownikach napięcia wymaga najczęściej stosowania kondensatorów i dławików indukcyjnych. W proponowanym układzie łagodnego przełączania, w odróżnieniu od istniejących rozwiązań, nie występuje niebezpieczeństwo udarowego rozładowania kondensatora przez tranzystor główny falownika oraz nie ma ryzyka przerwania prądu dławika, co grozi uszkodzeniem tranzystorów. Przedstawiono zasady pracy układu, wytyczne doboru elementów oraz wyniki badań laboratoryjnych.

EN

Soft switching systems in voltage source inverters usually require the use of additional transistors, capacitors and induction chokes. Contrary to existing solutions, in the proposed system there is no danger of abrupt discharge of the capacitors through the conductive transistor. Moreover, there is no risk of interruption of the induction choke current which usually causes damage of transistors. The principles of the system operation, rules of components selection, and laboratory test results are presented in this paper.

Słowa kluczowe

PL

falownik napięcia; przełączanie tranzystorów; strata

EN

voltage source inverter; soft switching; switching losses

• Wydawca: Wydawnictwo SIGMA-NOT
• Czasopismo: Przegląd Elektrotechniczny
• Rocznik: 2016
• Tom: R. 92, nr 3
• Strony: 148--153
• Opis fizyczny: Bibliogr. 30 poz., rys., wykr.

Twórcy

autor

Mazgaj W.

• Instytut Elektromechanicznych Przemian Energii, Politechnika Krakowska, ul. Warszawska 24, 31-155 Kraków

autor

Rozegnał B.

• Instytut Elektromechanicznych Przemian Energii, Politechnika Krakowska, ul. Warszawska 24, 31-155 Kraków

autor

Szular Z.

• Instytut Elektromechanicznych Przemian Energii, Politechnika Krakowska, ul. Warszawska 24, 31-155 Kraków

Bibliografia

• [1] Frąckowiak L., Januszewski S., Energoelektronika, Część I – Półprzewodnikowe przyrządy i moduły energoelektroniczne, Wydawnictwo Politechniki Poznańskiej, Poznań (2001)
• [2] Maswood A.I., A switching loss study in SPWM igbt inverter, 2nd IEEE International Conference on Power and Energy, PECon 08, Johor Baharu, Malaysia, 1-3 December (2008), 609-613
• [3] Rajapakse A.D., Gole A.M., Wilson P.L., Approximate Loss Formulae for Estimation of IGBT Switching Losses through EMTP-type Simulations, International Conference on Power Systems Transients, IPST’05, Montreal, Canada, 19-23 June (2005), Paper No. 184
• [4] Amini M.R., Farzanehfard H., Three-Phase Soft-Switching Inverter With Minimum Components, IEEE Transactions on Industrial Electronics, Vol. 58, June (2011), Iss. 6, 2258-2264
• [5] Hiraki E., Tanaka T., Nakaoka M., Zero-Voltage and Zero-Current Soft - Switching PWM Inverter, 36th Power Electronics Specialists Conference, PESC '05, Recife, Brazil, 12-16 June (2005), 798-803
• [6] Keyhani H., Toliyat H.A., A soft-switching three-phase ac-ac converter with a high-frequency ac link, IEEE Energy Conversion Congress and Exposition, ECCE, Raleigh, 15-20 Sept. (2012), 1040-1047
• [7] Khalilian M., Farzanehfard H., Adib E., A novel quasi-resonant three-phase soft-switching inverter, 3rd Power Electronics and Drive Systems Technology, PEDSTC, (2012), 471-476
• [8] Liu Y., Wu W., Blaabjerg F., Chung H.S., A modified two-level three-phase quasi-soft-switching inverter, Twenty-Ninth Annual IEEE Applied Power Electronics Conference and Exposition, APEC, (2014), 261-267
• [9] Mandrek S., Pośredni przemiennik częstotliwości z quasirezonansowym obwodem równoległym, Rozprawa doktorska, Politechnika Gdańska, Wydział Elektrotechniki i Automatyki, Gdańsk, (2007)
• [10] Nowak M., Barlik R., Poradnik inżyniera energoelektronika, WNT Warszawa, (1998)
• [11] Panda B., Bagarty D.P., Behera S., Soft-switching dc-ac Converters: A brief literature review, International Journal of Engineering Science and Technology, Vol. 2 (2010), 7004-7020
• [12] Shukla J., Fernandes B.G., Three-phase soft-switched PWM inverter for motor drive application, Electric Power Applications, IET, Vol. 1, Jan. (2007), 93-104
• [13] Kempski A., Schmidt S., Analiza pracy falowników napięcia z twardą i miękką komutacją w kontekście kompatybilności elektromagnetycznej (EMC), Przegląd Elektrotechniczny, (2004), nr. 6, 620-623
• [14] Tunia H., Winiarski B., Podstawy energoelektroniki, WNT Warszawa, (1987)
• [15] Wang K., Jiang Y., Dubovsky S., Hua G., Boroyevich D., Lee F.C., Novel DC-Rail Soft-Switched Three-Phase Voltage- Source Inverters, IEEE Transactions on Industry Applications, Vol. 33 (1997), 509-517
• [16] Wu W., Geng P., Chen J., Ye Y., A Novel Three-Phase Quasi- Soft-Switching DC/AC Inverter, IEEE International Symposium on Power Electronics for Distributed Generation Systems, PEDG, Hefei, China, 16-18 June (2010), 477- 480
• [17]Vlatkovic V., Borojevic D., Lee F. C., Patent US5432695, Zerovoltage switched three-phase PWM rectifier inverter circuit, US (1995)
• [18] Xu D., Feng B., Novel ZVS Three-Phase PFC Converters and Zero-Voltage-Switching Space Vector Modulation (ZVS-SVM) Control, IEEE First International Conference on Power Electronics Systems and Applications, Hong Kong, China (2004), 30-37
• [19] Chandhaket S., Yoshida M., Eiji H., Nakamura M., Konishi Y., Nakaoka M., Multi-functional Digitally-Controlled Bidirectional Interactive Three-phase Soft-Switching PWM Converter with Resonant Snubbers, IEEE 32nd Annual Power Electronics Specialists Conference, PESC, Vol. 2, Vancouver, Canada (2001), 589-593
• [20] Chao K.H., Liaw C.M., Three-phase soft-switching inverter for induction motor drives Iyomori-Three, IEE Proceedings - Electric Power Applications, Vol. 148, Jan (2001), 8-20
• [21] Galea C., New topology of three phase soft switching inverter using a dual auxiliary circuit, 15th European Conference on Power Electronics and Applications, EPE (2013), 1-9
• [22] Kar yś S., Power loss comparison for the ARCP resonant inverter regard to control method, Przegląd Elektrotechniczny, 84 (2008), nr. 11, 64-68
• [23] Li Y., Lee F.C., Boroyevich D., A Three-Phase Soft-Transition Inverter with a Novel Control Strategy for Zero-Current and Near Zero-Voltage Switching, IEEE Transactions on Power Electronics, Vol. 16, Sep (2001), 710-723
• [24] Martinez B., Li R., Ma K., Xu D., Hard Switching and Soft Switching Inverters Efficiency Evaluation, International Conference on Electrical Machines and Systems, ICEMS, Wuhan, China, 17-20 October (2008), 1752-1757
• [25] Keir A. S., Patent US5576943, Soft switched Tyree-phase inwerter with staggered re sonant revovery system, US (1996)
• [26] Yamamoto M., Yoshida M., Iwamoto H., Hiraki E., Sugimoto S., Kouda I., Nakaoka M., Three-phase voltage source NPC softswitching inverter for interactive energy storage plants, The 21st International Telecommunication Energy Conference, INTELEC '99 (1999), 492
• [27] Karyś S., Three-Phase Soft-Switching Inverter with Coupled Inductors, Experimental Results, Bulletin of the Polish Academy of Sciences - Technical Sciences, 59, Warsaw, Grudzień (2011), Zeszyt 4, 535-540
• [28] Zhang H., Chu E., Liu X., Wang Q., Hou L., Patent CN101478258 (A), Resonance electrode type three phase soft switch inverter circuit, China (2010)
• [29] Sun P., Lai J., Qian H., Yu W., Smith C., Bates J., High Efficiency Three-Phase Soft-Switching Inverter for Electric Vehicle Drives, IEEE Vehicle Power and Propulsion Conference, VPPC '09, Dearborn, USA, 7-10 Sept. (2009), 761-766
• [30] Mazgaj W., Rozegnał B., Szular Z., Sposób łagodnego przełączania tranzystorów trójfazowego, dwupoziomowego falownika napięcia oraz układ łagodnego przełączania tranzystorów trójfazowego, dwupoziomowego falownika napięcia, zgłoszenie patentowe P.412114 (2015)

Uwagi

Opracowanie ze środków MNiSW w ramach umowy 812/P-DUN/2016 na działalność upowszechniającą naukę.