Four-terminal chain parameters of averaged AC models of non-isolated matrix-reactance PWM AC line conditioners

• Autorzy: Fedyczak Z.

Warianty tytułu

PL

Czwórnikowe parametry łańcuchowe zmiennoprądowych modeli uśrednionych nie izolowanych matrycowo-reaktancyjnych sterowników prądu przemiennego

• Języki publikacji: EN

Abstrakty

EN

The paper deals with non-isolated matrix-reactance PWM AC line conditioners (MRACLCs) based on buck, boost, buck-boost, Ćuk, Zeta and Sepic topologies. These topologies are similar to well-known DC/DC ones. Besides of buck topology, they have an useful capability to increase the AC load voltage the AC supplying line voltage without the transformer. On the base of averaged state-variables method and four-terminal theory the new approach to steady-state AC modelling is presented. The four-terminal A chain parameters of averaged steady-state AC models, obtained for the whole family of mentioned conditioners are given. Some simulation test results obtained for the models of MRACLCs with switches and their comparation with calculation results of averaged models are also presented to verify of theoretical consideration.

PL

Artykuł dotyczy nie izolowanych matrycowo-reaktancyjnych sterowników prądu przemiennego (MRSPP) o topologiach typu buck, boost, buck-boost, Ćuk, Zeta i Sepic. Te topologie są podobne do dobrze znanych topologii przekształtników prądu stałego. Poza układem typu buck, omawiane przekształtniki mają zdolność zwiększania wartości przemiennego napięcia wyjściowego, powyżej wartości przemiennego napięcia zasilającego, bez wykorzystywania transformatora. Na podstawie metody uśrednionych zmiennych stanu oraz teorii czwórników, w artykule przedstawiono nowe podejście do modelowania zmiennoprądowego w stanie ustalonym. Dla zmiennoprądowych modeli uśrednionych zmiennych stanu podano czwórnikowe parametry łańcuchowe typu A dla całej rodziny wymienionych wyżej MRSPP. W celu weryfikacji opracowanych modeli, w artykule zamieszczono również niektóre wyniki badań symulacyjnych modeli z łącznikami i porównanie z wynikami obliczeń na podstawie opracowanych modeli uśrednionych.

Słowa kluczowe

PL

sterowniki prądu przemiennego; MRSPP; przekształtniki

• Wydawca: Polish Academy of Sciences, Committee on Electrical Engineering
• Czasopismo: Archives of Electrical Engineering
• Rocznik: 2001
• Tom: Vol. 50, nr 4
• Strony: 395--409
• Opis fizyczny: Bibliogr. 21 poz., tab., rys.

Twórcy

autor

Fedyczak Z.

• Institute of Electrical Engineering, Zielona Góra Technical University

Bibliografia

• 1. Ziogas P., Vincenti D., Joos G.: Practical PWM ac controller topology. IAS Conf. Rec. 1992, Vol. 1, pp. 880-887.
• 2. Vincenti D., Jin H., Ziogas P.: Design and implementation of a 25 KVA three-phase PWM AC line conditioner. 0-7803-1227-9/93 © 1993 IEEE.
• 3. Strzelecki R., Fedyczak Z.; Properties and structures of three-phase PWM AC power controllers. Conf. Proc. PESC'96, Baveno, Italy, 24-27 June 1996, pp. 740-746.
• 4. Fedyczak Z., Strzelecki R.: Energoelektroniczne układy sterowania moca prądu przemiennego (PWM AC line power controllers - in Polish). Wyd. A. Marszałek, Toruń 1997.
• 5. Fedyczak Z., Strzelecki R.: Three-phase PWM AC line boost and buck-boost conditioners under small quality factor circumstance. Proc. EPNC'98. Liege, Belgium, 22-24 Sept. 1998, pp. 184-187.
• 6. Kim J.H., Min B.D., Kwon B.H., Won S.C.: A PWM Buck-Boost AC chopper solving the commutation problem. IEEE Trans. On Ind. Electr., Vol. 45, No. 5, Oct. 1998.
• 7. Fedyczak Z., Strzelecki R., Skórski K.: Three-phase PWM AC line conditioner based on the Ćuk converter topology: study of the basic energetic properties. EPE'99, CD (P.1 - P. 10), Lausanne, Switzerland 7-9 Sept. 1999.
• 8. Frąckowiak L., Fedyczak Z., Strzelecki R.: Basic properties of energy transfer in matrix-reactance PWM AC line conditioners based on Zeta or Sepic converter topologies. Proc. of XVI Symposium Electromagnetic Phenomena in Nonlinear Circuits EPNC'00, Poznań-Kraków, Poland, 18-20 Sept. 2000, pp. 131-134.
• 9. Ikriannikov A., Ćuk S.: Direct AC/DC conversion without input rectification. IEEE 30™ PESC'99, Vol. 1, Saint Luis, USA. 18-23 June 1999, pp. 181-186.
• 10. Fedyczak Z., Strzelecki R., Kasperek R., Skórski K.: Three-phase self-commutated VAr compensator based on Ćuk converter topology. Rec. PESC'00, vol. 1, pp. 494-499.
• 11. Montero-Hernandez O.C., Enjeti P.N.: Application of a boost AC-AC converter to compensate for voltage sags in electric power distribution systems. IEEE 31st PESC'00, Vol. 1, Galway, Ireland, 18-23 June 2000, pp. 470-475.
• 12. Zinowiew G.S., Obuchow A.Y., Otczenasz W.A., Popow W .I.: Beztransformatornyje powyszczajuszczije i powyszczajuszczije-poniżajuszczije prieobrazowatieli pieriemiennogo napriażenija. Technicznaja Elektrodinamika. Tematicznyj wipusk „Siłowaja Elektronika i energoefektiwnost", Vol. 2, Nacjonalna Akademia Nauk Ukrainy. Kijew 2000, pp. 36-39.
• 13. Middlebrock R.D., Ćuk S.: A general unified approach to modelling switching converter power stages. Rec. IEEE PESC'76, 1976, pp. 18-34.
• 14. Severns R., Bloom G.: Modern DC/DC switch mode converter circuits. Van Nostrand Reinhold Co., New York, 1985.
• 15. Tymerski R., Vorperian V: Generation, classification and analysis of switched-mode DC-to-DC converters by the use of converter cells. Proc. of IEEE INTELEC Conf., 1986,pp. 181-195.
• 16. Krein P.T., Bentsman J., Bass R.M., Lesieure B.L.: On the use of averaging for the analysis of power electronic systems. IEEE Trans. On Power Electr., Vol. 5, No. 2, April 1990.
• 17. Lehman B., Bass R.M.: Extension of Averaging theory for power electronic systems. IEEE Trans. On Power Electr., Vol. 11, No. 4, July 1996.
• 18. Wu T.F., Chen Y.K.: Modelling PWM DC/DC converters out of basic converter units. IEEE Trans. On Power Electr., Vol. 13, No. 5, Sept. 1998.
• 19. Koroteyev I.E., Fedyczak Z.: Hybrydowe autotransformatory energoelektroniczne prądu przemiennego: analiza harmonicznych metodą zmiennych stanu (Hybrid power electronics AC autotransformers: harmonics analysis by state-space method - in Polish:). Materiały VIII Sympozjum PPEE'99 (Podstawowe Problemy Energoelektroniki i Elektromechaniki), Wisła 1999.03.22-25, pp. 322-327.
• 20. Tatur T.A.: Osnowy tieorii eliektriczeskich ciepiej. Moskwa. Wysszaja Szkola, Moskwa 1980.
• 21. Osiowski J., Szabatin J.: Podstawy teorii obwodów (Fundamentals of circuits theory - in Polish:) Tom III, WNT. Warszawa 1995.