Investigation of the current space vector correction of 3P3W voltage inverter

• Autorzy: Binkowski T.

Identyfikatory

DOI

10.7862/re.2015.9

Warianty tytułu

PL

Badania korekcji wektora przestrzennego prądów falownika napięcia 3P-3W

• Języki publikacji: EN

Abstrakty

EN

The article presents a solution to the problem of asymmetry of a three-phase voltage inverter output currents for the trajectory correction vector currents to a wheel form. The solution uses the layout described using the fuzzy logic equations. Test results apply to verify a system operation in terms of the asymmetric load. It was examined in the form of a circular trajectory of the vector output currents in case of resistant or induction asymmetry. Also not harmonics components of load currents are included. They simulate the vibrations of mechanical loads or mechanical resonance. After verification by simulations the laboratory prototype control system of inverter with equalizer in the FPGA was performed. The investigations were done on the system created for this purpose, using the field programmable gate arrays of EP3SL150F type. This system performs the task of correcting space vector of the inverter currents and, at the same time, the process of modulation waveforms. In parallel with the controlling tasks the inverter model was running in real time. The waveforms of inverter model were observed using a Signal Tap II utility or after processing into an analog signal using an oscilloscope. Observed trajectories of the currents' space vector were adjusted to the circular form in addition to the type of load asymmetry.

PL

Artykuł przedstawia rozwiązanie problemu asymetrii prądów wyjściowych trójfazowego falownika napięcia polegające na korekcji trajektorii wektora prądów do postaci kołowej. Przedstawione rozwiązanie wykorzystuje układ opisany równaniami logiki rozmytej. Wyniki badań dotyczą sprawdzenia działania układu w warunkach asymetrycznego obciążenia. Sprawdzono postać kołową trajektorii wektora prądów wyjściowych w przypadku asymetrii rezystancyjnej lub indukcyjnej obciążenia. Wprowadzono także do obciążenia odkształcenia prądów nie będące składowymi harmonicznymi, które symulują drgania części mechanicznej obciążenia lub rezonans mechaniczny. Po weryfikacji idei symulacjami wykonano prototyp laboratoryjny układu sterowania falownikiem z korektorem w układzie FPGA. Badania wykonano na stworzonym do tego celu stanowisku badawczym wykorzystującym układ EP3SL150F. Układ ten realizował zadanie korekcji wektora przestrzennego prądów falownika i jednocześnie proces modulacji przebiegów. Równolegle z zadaniami sterowanie uruchomiony był model falownika działający w czasie rzeczywistym. Przebiegi modelu falownika obserwowano wykorzystując narzędzie Signal Tap II lub po przetworzeniu na sygnał analogowy przy pomocy oscyloskopu. Zaobserwowane trajektorie wektora przestrzennego prądów korygowane były do postaci kołowej niezależnie od rodzaju asymetrii obciążenia.

Słowa kluczowe

EN

space vector; voltage inverter; corrector; fuzzy logic

PL

wektor przestrzenny; falownik napięcia; korektor; logika rozmyta

• Wydawca: Oficyna Wydawnicza Politechniki Rzeszowskiej
• Czasopismo: Zeszyty Naukowe Politechniki Rzeszowskiej. Elektrotechnika
• Rocznik: 2015
• Tom: z. 34 [292], nr 2
• Strony: 113--124
• Opis fizyczny: Bibliogr. 8 poz., rys., wykr.

Twórcy

autor

Binkowski T.

• Katedra Energoelektroniki i Elektroenergetyki, Politechnika Rzeszowska, ul. W. Pola 2, 35-959 Rzeszów

Bibliografia

• [1] Karimi R., Koeneke T., Kaczorowski D., Werner T., Mertens A.: Low voltage and high power DC-AC inverter topologies for electric vehicles, Energy Conversion Congress and Exposition (ECCE), 2013 IEEE
• [2] Saren H., Pyrhonen O, Rauma K., Laakkonen O.: Overmodulation in Voltage Source Inverter with Small DC-link Capacitor, Power Electronics Specialists Conference, 2005, PESC '05.
• [3] Kai Cai, Shanmei Cheng: A general SVM strategy for n-level m-phase converter based on voltage level, Industrial Electronics, 2008. IECON 2008. 34th Annual Conference of IEEE
• [4] Szostek K.: Projektowanie procesora sekwencyjnego i symulacja w środowisku MATLAB/Simulink, Pomiary Automatyka Kontrola, vol. 59, NR 10/2013, str. 1061-1063, ISSN 0032-4140
• [5] Szostek K.: Konstruowanie automatów sekwencyjnych w środowisku Matlab Simulink, Przegląd Elektrotechniczny, R. 90 NR 1/2014, str. 119-121, ISSN 0033-2097
• [6] Szostek R.: Modelowanie systemów współbieżnych za pomocą sieci kolejkowych, Zeszyty Naukowe Politechniki Rzeszowskiej nr 245, z. 11, Rzeszów 2007, str. 153-165
• [7] Vinay, K.C., Shyam, H.N., Rishi, S., Moorthi, S.: FPGA Based Implementation of Variable-Voltage Variable-Frequency Controller for a Three Phase Induction Motor, 2011 International Conference on Process Automation, Control and Computing, PACC 2011, 20-22, July 2011, Coimbatore, India
• [8] Binkowski T.: Korekcja trajektorii wektora przestrzennego z wykorzystaniem logiki rozmytej, Elektronika, nr 12/2012, ISSN 0033-2089, str. 35-38