Analysis of pulse width modulation techniques for AC/DC line-side converters

• Autorzy: Knapczyk M. , Pieńkowski K.

Warianty tytułu

PL

Analiza metod modulacji szerokosciimpulsow w ukladach sterowania przeksztaltnikow sieciowych AC/DC

• Języki publikacji: EN

Abstrakty

EN

The paper presents the analysis of the modulation strategies for the AC/DC line-side converters. The application of the different modulation methods to the control system of the AC/DC converter has been presented. The operation of the AC/DC converter in different dynamic states strongly depends on the modulation method applied. The theoretical background of Hysteresis-Band Modulation. Carrier-Based Sinusoidal Modulation and Space-Vector Modulation has been presented. The issue of overmodulation has been discussed. Voltage Oriented Control of the AC/DC line-side converter has been chosen to examine the presented modulation methods. The influence of the discussed modulation methods on the line current distortion and the switching frequency has been examined. The simulation results of the presented techniques have been demonstrated and concluded.

PL

Artykuł prezentuje analizę wybranych metod modulacji szerokości impulsów (MSI) w układach sterowania przekształtników sieciowych AC/DC, zwanych także prostownikami PWM. Zdolność przekształtnika AC/DC kształtowania sinusoidalnych prądów sieci jest zapewniona przez uporządkowaną sekwencję załączeń poszczególnych kluczy tranzystorowych, zwaną modulacją szerokości impulsów (MSI). W artykule przedstawiono teoretyczne założenia metody histerezowej modulacji nadążnej z bezpośrednim formowaniem przebiegów prądu, modulacji sinusoidalnej z sygnałem nośnym oraz modulacji wektorowej. Do celów analizy porównawczej strategii modulacji zastosowano metodę Voltage Oriented Control w układzie sterowania przekształtnika sieciowego AC/DC. Przedstawiono wybrane wyniki badań symulacyjnych i omówiono wpływ przedstawionych metod modulacji na zniekształcenia prądów sieci i sposób przełączania półprzewodnikowych kluczy tranzystorowych.

Słowa kluczowe

EN

AC/DC line-side converter; PWM rectifier; Hysteresis-Band Modulation; Carrier-Based Sinusoidal Modulation; Space Vector Modulation; overmodulation; fixed switching frequency

• Wydawca: Oficyna Wydawnicza Politechniki Wrocławskiej
• Czasopismo: Prace Naukowe Instytutu Maszyn, Napędów i Pomiarów Elektrycznych Politechniki Wrocławskiej. Studia i Materiały
• Rocznik: 2006
• Tom: Vol. 59, nr 26
• Strony: 194--209
• Opis fizyczny: Bibliogr. 9 poz.

Twórcy

autor

Knapczyk M.

autor

Pieńkowski K.

• Politechnika Wrocławska, Instytut Maszyn, Napędów i Pomiarów Elektrycznych, 50-370 Wrocław, ul. Smoluchowskiego 19

Bibliografia

• [1] BOSE B., Modem Power Electronics and AC Drives, Prentice Hall PTR, 2002.
• [2] BUSO S., MALESANI L., MATTAVELLI P., Comparison of Current Control Techniques for Active Filter Applications, IEEE Transactions on Industrial Electronics, Vol. 45, No. 5, October 1998.
• [3] CICHOWLAS M., KAŹMIERKOWSKI M. P., Comparison of Current Control Techniques for PWM Rectifiers, 2001 IEEE International Symposium on Industrial Electronics, June 2001.
• [4] KIM J.H., SUL S.K., A Carrier-Based PWM Method for Three-Phase Four-Leg Voltage Source Converters, IEEE Transactions on Industrial Electronics, Vol. 19, No. 1, January 2004.
• [5] KRAH J.O., HOLTZ J., High-Performance Current Regulation and Efficient PWM Implementation for Low Inductance Servo Motors, IEEE Transactions on Industry Applications, Vol. 35, No. 5, Sept/Oct. 1999.
• [6] KWASINSKI A., KREIN P. T., CHAPMAN P. L., Time Domain Comparison of Pulse-Width Modulation Schemes, IEEE Power Electronics Letter, Vol. 1, No. 3, September 2003.
• [7] LIN B.-R., WU D.-P., High Power Factor Correction Circuits with Space Vector and Hysteresis Control Methods, Electric Power Systems Research 43, March, 1997.
• [8] MONDAL S.K., BOSE B.K., OLESCHUK V., PINTO J.O., Space Vector Pulse Width Modulation of Three-Level Inverter Extending Operation into Overmodulation Region, IEEE Transactions on Power Electronics, Vol. 18, No. 2, March 2003.
• [9] ZHOU K., WANG D., Relationship Between Space-Vector Modulation and Three-Phase Carrier-Based PWM: A Comprehensive Analysis, IEEE Transactions on Industrial Electronics, Vol. 49, No. 1, February 2002.