Zastosowanie funkcji kształtu elementu skończonego w modulacji szerokości impulsów na przykładzie modulacji dwufazowej z kompensacją napięcia niezrównoważenia w trójpoziomowym falowniku napięcia 3L-NPC

• Autorzy: Szczepankowski P. , Nieznański J. , Śleszyński W.

Warianty tytułu

EN

A new approach of feedforward modulation based on finite element' shape functions for three level NPC converter

• Języki publikacji: PL

Abstrakty

PL

Przedstawiono problem modulacji napięcia jako problem wyznaczania współrzędnych punktu figury lub bryły geometrycznej. Do wyznaczenia współczynników wypełnień w modulacji szerokości impulsów zastosowano funkcje kształtu elementu skończonego. Wskazano zalety takiego podejścia i możliwości uogólnienia algorytmu modulacji. Opisano algorytm modulacji dwufazowej SVPWM z kompensacją oscylacji napięcia niezrównoważenia z jednoczesną stabilizacją rozkładu napięć. Przedstawiono algorytm stabilizacji rozkładu napięć na kondensatorach obwodu pośredniczącego bazujący na kryterium energetycznym. Zamieszczono wyniki badań symulacyjnych.

EN

The modulation problem is discussed as a problem of geometric figure coordinates calculating. The shape functions based on feedforward modulation is presented. The proposed algorithm eliminates the influence of unbalance voltage on output currents in 3L-NPC. DC Voltage balancing method is based on minimum energy criteria is described also. The nodes' coordinates calculating algorithm is also explained. The example simulation results were presented.

Słowa kluczowe

PL

3L-NPC; modulacja SVPWM; kompensacja; balansowanie napięć

EN

3L-NPC; SVPWM modulation; compensation; voltage balancing

• Wydawca: Wydawnictwo SIGMA-NOT
• Czasopismo: Przegląd Elektrotechniczny
• Rocznik: 2011
• Tom: R. 87, nr 5
• Strony: 208--213
• Opis fizyczny: Bibliogr. 16 poz., rys., tab.

Twórcy

autor

Szczepankowski P.

autor

Nieznański J.

autor

Śleszyński W.

• Politechnika Gdańska, Wydział Elektrotechniki i Automatyki, Katedra Energoelektroniki i Maszyn Elektrycznych,

Bibliografia

• [1] Rakowski G., Kacprzyk Z., Metoda Elementów Skończonych w mechanice konstrukcji, Oficyna Wydawnicza Politechniki Warszawskiej, ISBN 83-7207-589-1 (2005), 113-143
• [2] Leon J., Vazquez S., Sanchez J., Portillo R., Conventional Space-Vector Modulation Techniques Versus the Single-Phase Modulator for Multilevel Converters, IEEE Transactions on Industrial Electronics, Vol. 57, No. 7, 2010, 2473-2482
• [3] Franquelo L. G., Prats A. M., Portillo R., Galvan J. I. L., Perales M. A., Carrasco J. M. Diez E. G., Jimenez J. L. M., Tree-Dimentional Space-Vector Modulation Algorithm for Four-Leg Multilevel Converters Using abc Coordinates, IEEE Transactions on Industrial Electronics, Vol. 53, No. 2, 2006, 458-466
• [4] Lopez O., Alvarez J., Doval-Gandoy J., Freijedo F. D., Multilevel Multiphase Space Vector PWM Algorithm, IEEE Transactions on Industrial Electronics, Vol. 55, No. 5, 2008, 1933-1942
• [5] Lopez O., Alvarez J., Doval-Gandoy J., Freijedo F. D., Multilevel Multiphase Space Vector PWM Algorithm With Switching State Redundancy, IEEE Transactions on Industrial Electronics, Vol. 56, No. 3, 2009, 792-804
• [6] Pou J., Pindado R., Boroyevich D., New Feedforward Space-Vector PWM Method to Obtain Balanced AC Output Voltages in a Three-Level Neutral-Point-Clamped Converter, IEEE Transactions on Industrial Electronics, Vol. 49, No. 5, 2002, 1026-1034
• [7] Pou J., Boroyevich D., Rodriguez P., Pindado R., Evaluation of the Low-Frequency Neutral-Point Voltage Oscillations in the Three-Level Inverter, IEEE Transactions on Industrial Electronics, Vol. 52, No. 6, 2005, 1582-1588
• [8] Leon J., Vazquez S., Portillo R., Franquelo L. G., Carrasco J., Wheeler P., Watson A. J., Three-Dimensional Feedforward Space Vector Modulation Applied to Multilevel Diode-Clamped Converters, IEEE Transactions on Industrial Electronics, Vol. 56, No. 1, 2009, 101-109
• [9] Busquets-Monge S., Bordonau J., Boroyevich D., Gilbert A., Salaet J., Output Voltage Distortion Characterization in Multilevel PWM Converters, IEEE Power Electronics Letters, vol. 2, No. 1, 2004, 24-28
• [10] Celanovic N., Boroyevich D., A Comprehensive Study of Neutral-Point Voltage Balancing Problem in Three-Level Neutral-Point-Clamped Voltage Source PWM lnverters, IEEE Transactions on Industrial Electronics, Vol. 15, No. 2, 2000, 242-249
• [11] Zhou D., Rouaud D. G., Experimental Comparisons of Space Vector Neutral Point Balancing Strategies for Three-Level Topology, IEEE Transactions on Industrial Electronics, Vol. 16, No. 6, 2001, 872-879
• [12] Szczepankowski P., Detekcja nieprawidłowego rozkładu napięć w obwodzie pośredniczącym 3-poziomowego falownika napięcia typu NPC na podstawie analizy prądu obciążenia, VII Krajowa Konferencja Naukowa Sterowanie w Energoelektronice i Napędzie Elektrycznym, (2007), 483-490
• [13] Szczepankowski P., Nieznański J., Pasywna stabilizacja rozkładu napięć w obwodzie pośredniczącym falownika trójpoziomowego NPC, Pomiary Automatyka Kontrola, 53 (2007), 44-47
• [14] Lewicki A., Modulacja szerokości impulsów dla falownika trójpoziomowego ze sterowaniem rozkładem napięcia na kondensatorach obwodu pośredniczącego, Przegląd Elektrotechniczny, 86 (2010), nr 2, 289-294
• [15] Marchesoni M., Mazzuchelli M., Robinson F. V. P., Tenca P. , Minimum-Energy-Based Capacitor Voltage Balancing Control Strategy for MPC Conversion Systems Multilevel Multiphase Space Vector PWM Algorithm, Proc. IEEE-ISIE'99, 1999, 20-25
• [16] Busquets Monge S., Somavilla S., Boroyevich D., Capacitor Voltage Balance for Neutral-Poit-Clamped Converter using Virtual Space Vector Concept With Optimized Spectral Performance, IEEE Transactions on Industrial Electronics, Vol. 22, No. 4, 2007, 1128-1135