Analiza pracy rezonansowego układu LCL w warunkach nieciągłości prądu

• Autorzy: Dzieniakowski A. M.

Warianty tytułu

EN

The Analysis of the Resonant LCL Circuit Operation Under a Discontinuous Input Current Condition

• Języki publikacji: PL

Abstrakty

PL

Artykuł przedstawia analizę pracy rezonansowego układu LCL przy nieciągłym prądzie wejściowym, prowadzącym do zmienności topologii obwodu. Wyprowadzono analityczne zależności obrazujące działanie przekształtnika z obciążeniem LCL w takich warunkach. Pokazano wyniki badań teoretycznych i porównano je z rezultatami testów laboratoryjnych. Wskazano obszar występowania zjawiska zmienności topologii układu LCL i jego konsekwencje. Przedstawiono koncepcję rezonansowego przekształtnika FN-LCL o regulowanej częstotliwości wykorzystującą zjawisko zmienności topologii. Określono potencjalne aplikacje przekształtnika FN-LCL z nieciągłym prądem w grzejnictwie indukcyjnym i zilustrowano je badaniami symulacyjnymi.

EN

The article is focused on the analysis of the LCL resonant circuit, which operates under a discontinuous input current condition. This condition leads to the LCL topology variability phenomenon that drastically changes Inverter-LCL system properties. The LCL topology variability phenomenon is precisely described. The analytical analysis presents formulae that express converter features. The theoretical results are compared with laboratory tests. The concept of Controlled Variable Frequency Resonant Converter is presented. The principle of CVFRC operation is based on the LCL topology variability phenomenon. The CVFRC description is illustrated by simulation tests and the converter potential application area in the induction heating is indicated.

Słowa kluczowe

PL

przekształtnik rezonansowy LCL; zmienność topologii; grzejnictwo indukcyjne; falownik napięcia; sterowanie przekształtnika

EN

resonant circuit LCL; resonant converter; topology variability; induction heating; voltage inverter control

• Wydawca: Sieć Badawcza Łukasiewicz - Instytut Elektrotechniki
• Czasopismo: Prace Instytutu Elektrotechniki
• Rocznik: 2016
• Tom: Z. 272
• Strony: 21--30
• Opis fizyczny: Bibliogr. 13 poz., rys., wykr., wz.

Twórcy

autor

Dzieniakowski A. M.

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

Bibliografia

• 1. Dzieniakowski M. A., Fabijański P.: Rezonansowy układ LCL w zastosowaniach przemysłowych. Przegląd Elektrotechniczny, R. 90, nr 11, s. 54–57, 2014.
• 2. Dzieniakowski M. A., Fabianowski J., Ibach R.: Modular LCL-Load Inverter For Induction Heating. Proc. 13th International Power Electronics and Motion Conference (EPE-PEMC), 1-3 Sept., Poznan, IEEE Catalog Number: CFP0834A-CDR, 2008.
• 3. Schönknecht A., De Doncker R.W.: Novel Topology for Parallel Connection of Soft Switching, High Power, High Frequency Inverters. IEEE IAS, 36th Annual Meeting, Chicago, s. 1477-1482, 2001.
• 4. Lucía O., Maussion P., Dede E. J., Burdío J.M.: Induction Heating Technology and Its Applications: Past Developments, Current Technology and Future Challenges. IEEE Trans. on IE, vol. 57, No. 5, s. 2509-2520, 2014.
• 5. Chudjuarjeen S., Sangswang A., Koompai C.: An Improved LLC Resonant Inverter for Induction-Heating Applications With Asymmetrical Control. IEEE Trans. on IE, vol. 58, No. 7, s. 2915-2925, 2011.
• 6. Yoo H., Shim E., Kang J., Choi G., Lee C., Bang B.: 6100kHz IGBT Inverter Use of LCL Topology For High Power Induction Heating. 8th International Conference on Power Electronics - ECCE Asia, May 30 June 3, The Shilla Jeju, Korea, s. 1572-1575, 2011.
• 7. Dzieniakowski M. A.: LCL Topology Variability in the VSI-LCL Induction Heating System. The 16th Conference on Power Electronics and Applications, ISSN 978-1-4799-3014-2, s. 1-7, 2014.
• 8. Dzieniakowski M. A.: Układ falownika napięcia z obwodem LCL o dużej dobroci Q. Przegląd Elektrotechniczny, nr 12b, s. 283-286, 2012.
• 9. Okudaira S., Matsuse K.: Power control of an adjustable frequency quasi-resonant inverter for dual frequency induction heating. The Third International Power Electronics and Motion Control Conference, Beijing, Vol. 2, s. 968973, 2000.
• 10. Esteve V., Jordan J., Dede E. J., Sanchis-Kilders E., Maset E.: Induction Heating Inverter with Simultaneous Dual-Frequency Output. Twenty-First Annual IEEE Applied Power Electronics Conference and Exposition, Dallas Texas, s. 1505-1509, 2006.
• 11. Isobe T., Miyaji Y., Kitahara T., Fukutani K., Shimada R.: Soft-switching inverter for variable frequency induction heating using magnetic energy recovery switch (MERS). 13th European Conference on Power Electronics and Applications, Barcelona, s. 1-10, 2009.
• 12. Miyamae M., Ito T., Matsuse K., Tsukahara M.: Performance of a high frequency quasi-resonant inverter with variable-frequency output for induction heating. 7th International Power Electronics and Motion Control Conference (IPEMC), Harbin, China, Vol. 4, s. 2877–2882, 2012.
• 13. Dzieniakowski M. A.,: Sposób regulacji częstotliwości i mocy wyjściowej rezonansowego układu szeregowo równoległego LCL zasilanego z falownika napięcia, zgłoszenie patentowe. P409163, 2014.

Uwagi

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