Projektowanie jednofazowego inwertera napięcia małej mocy dla nieliniowego obciążenia

• Autorzy: Rymarski Z.

Warianty tytułu

EN

Designing the single-phase low power inverter with the nonlinear load

• Konferencja: Krajowa Konferencja Elektroniki. 7 ; 02-04.06.2006 ; Darłówko Wschodnie, Polska
• Języki publikacji: PL

Abstrakty

PL

Artykuł przedstawia projekt jednofazowego inwertera napięcia małej z dwoma pętlami sprzężenia zwrotnego: wewnętrzną z regulatoren typu PID/CDM (Coefficient Diagram Method) i zewnętrzną z dołączonym regulatorem typu "repetitive controller" (RPC). Projekt RPC jest znacząco uproszczony dzięki własnościom dyskretnego regulatora PID/CDM, co do tej pory nie było prezentowane. Parametry dyskretnego modelu inwertera zostały uzależnione od jego obciążenia. Wewnętrzna pętla sprzężenia zwrotnego PID/CDM tłumi zakłócenia napięcia wyjściowego po skokowych zmianach obciążenia, zewnętrzna pętla RPC tłumi harmoniczne będące typowego nieliniowego obciążenia prostownikowego RC i wynikiem wprowadzenia czasu martwego przełączania kluczy inwertera. Tylko taki całościowy projekt umożliwia uzyskanie zadowalającej jakości napięcia wyjściowego dla typowych obciążeń systemów UPS.

EN

The paper presents the design of the VSI inverter with the internal feedback loop with the PID/CDM (Coefficient Diagram Method) controller and the external loop with the "plug-in" repetitive controller (RPC). The design of the RPC can be significantly simplified owing properties of the discrete PID/CDM controller what wasn't presented before. The parameters of the discrete inverter model are dependant on the inverter load. The internal PID/CDM feedback loop dumps the output voltage disturbances after the step load changes, the external RPC loop dumps the harmonics that are the result of the typical non-linear rectifier RC load and the result of the deadtime. Only such a complex design enables the sufficient quality of the inverter output voltage for the typical load of the UPS systems.

Słowa kluczowe

PL

napięcia; modulacja PWM; metoda CDM; repetitive controller

EN

voltage source inverter; pulse width modulation; PWM; coefficient diagram method; repetitive controller

• Wydawca: Wydawnictwo SIGMA-NOT
• Czasopismo: Elektronika : konstrukcje, technologie, zastosowania
• Rocznik: 2008
• Tom: Vol. 49, nr 11
• Strony: 48--51
• Opis fizyczny: Bibliogr. 16 poz., wykr.

Twórcy

autor

Rymarski Z.

• Politechnika Śląska, Instytut Elektroniki, Gliwice

Bibliografia

• [1] Rymarski Z.: PWM-AC Signal Quality In Sinusoidal Inverters. International Conference on Signals and Electronic Systems ICSES'06, September 17-20, 2006, Łódź, Poland, pp. 335-338.
• [2] Van der Broeck H. W.: Analytical calculation of the harmonic effects of single phase multilevel PWM inverters. Industrial Electronics Society IECON'03, 2-6 Nov. 2003, vol. 1, pp. 243-248.
• [3] Van der Broeck H. W., Miller M.: Harmonics in DC to AC converters of single phase uninterruptible power supplies. 17th International INTELEC'95, 29 Oct.-1 Nov. 1995, pp. 653-658.
• [4] Dahono P. A., Purwadi A., Qamaruzzaman: An LC filter design method for single-phase PWM inverters. International Conference on Power Electronics and Drive Systems 1995, vol. 2, pp. 571-576.
• [5] Dewan S. B., Ziogas P. D.: Optimum Filter Design for a Single-Phase Solid-State UPS System. IEEE Transactions on Industry Applications, vol. IA-15, no. 6, November/December 1979, pp. 664-669.
• [6] Kim J., Choi J., Hong H.: Output LC filter design of voltage source inverter considering the performance of controller. Power-Con 2000, 4-7 December 2000, vol. 3, pp. 1659-1664.
• [7] Ryu B. i in.: Design and analysis of output filter for 3-phase UPS inverter. PCC Osaka 2002, 2-5 April 2002, vol. 3, pp. 941-946.
• [8] Rymarski Z.: Zagadnienia projektowe jednofazowych inwerterów napięcia w układach UPS. ELEKTRONIKA - konstrukcje, technologie, zastosowania, 11/2007, Wyd. Sigma-NOT, ss. 367-372.
• [9] Astrom K. J., Wittenmark B.: Computer-controlled systems: theory and design. 3rd ed. - Upper Saddle River: Prentice Hall, 1997.
• [10] Manabe S.: Importance of coefficient diagram in polynomial method. 2003, Proceedings. 42nd IEEE Conference on Decision and Control, 9-12 Dec. 2003, vol. 4, pp. 3489-3494.
• [11] Kai Z. i in.: Repetitive Waveform Correction Technique for CVCF-SPWM Inverters. IEEE 31st Annual PESC, 2000, vol. 1, 18-23 June 2000, pp. 153-158.
• [12] Luo F. L., Ye H., Rashid M.: Digital Power Electronics and Applications. Elsevier (USA), 2005.
• [13] Zhao G., Miao G., Yong W.: Application of Repetitive Control for Aeronautical Static Inverter. 2nd IEEE Conference on Industrial Electronics and Applications, 2007, 23-25 May 2007, pp. 121-125.
• [14] Tomizuka M., Tsao T. C., Chew K.: Analysis and Synthesis of Discrete-Time Repetitive Controllers. ASME Journal of Dynamic Systems, Measurement, and Control, 111, 1989, pp. 353-358.
• [15] Wang Y., Wang D., Zhang B., Zhou K.: Fractional Delay Based Repetitive Control with Application to PWM DC/AC Converters. 16th IEEE International Conf. on Control App., 1-3 Oct. 2007, pp. 928-933.
• [16] Zhou K. i in.: Zero-phase odd-harmonic repetitive controller for a single-phase PWM inverter. IEEE Trans. on PE, vol. 21, Issue 1, Jan. 2006, pp. 193-201.