Alternatywne techniki regulacji w inwerterach napięcia stosowanych w sytemach UPS

• Autorzy: Rymarski Z.

Warianty tytułu

EN

Alternative control methods in the voltage source inverters for UPS

• Języki publikacji: PL

Abstrakty

PL

Regulatory cyfrowe stosowane w inwerterach napięcia stosowanych w systemach UPS należy zwykle (z wyjątkiem regulatora rozmytego) projektować w oparciu o dyskretny model inwertera obejmujący obliczenia filtra wyjściowego dla przewidywanego obciążenia i typ modulacji PWM. Nawet układy regulacji z identyfikacją stopnia mocy wymagają przyjęcia wstępnego modelu. Artykuł przedstawia nowy uniwersalny dyskretny model inwertera zastosowany w alternatywnych metodach sterowania inwerterami bazujących na lokowaniu biegunów funkcji przejścia układu zamkniętego zarówno opartych na zadawaniu współczynników wielomianów regulatora, jak i na regulatorze stanu. Przedstawiono także problem wystarczająco dokładnej estymacji nie mierzonych zmiennych stanu dla skokowych zmian prądu obciążenia. Symulacje oraz pomiary napięcia wyjściowego trójfazowych inwerterów z różnymi metodami sterowania wykorzystującymi opisany dyskretny model pozwalają na wstępną ocenę alternatywnych technik regulacji.

EN

The digital controllers implemented in voltage source inverters for UPS (excluding fuzzy-controllers) should be designed using the discrete VSI model that takes in care the output filter calculations for the predicted load and PWM type. Even the control systems with the adaptive regulators require the initial model assignment. The paper presents the new universal discrete inverter model implemented in the alternative inverter control methods based as well on the pole-placement polynomial approach methods of an inverter control as the pole-placement state space approach methods. There is presented the problem with the sufficiently accurate estimation of the non measured state variables for the step changes of the load current. The simulations and measurements of the output voltage of the three-phase inverters with controllers designed basing on the described discrete model enable the initial estimation of the alternative control methods.

Słowa kluczowe

PL

PWM; inwerter napięcia; regulator stanu; metoda diagramu współczynnikowego; repetitive controller

EN

PWM; voltage source inverter; state space approach; coefficient diagram method; repetitive controller

• Wydawca: Wydawnictwo SIGMA-NOT
• Czasopismo: Elektronika : konstrukcje, technologie, zastosowania
• Rocznik: 2011
• Tom: Vol. 52, nr 1
• Strony: 70--74
• Opis fizyczny: Bibliogr. 18 poz., wykr.

Twórcy

autor

Rymarski Z.

• Politechnika Śląska, Wydział Automatyki, Elektroniki i Informatyki, Instytut Elektroniki, Gliwice

Bibliografia

• [1] Dahono P. A., Purwadi A.: Qamaruzzaman, An LC filter design method for single-phase PWM inverters. International Conf. on Power Electronics and Drive System, 21-24 February 1995, vol. 2, pp. 571-576.
• [2] Dahono P. A.: Analysis and Minimization of Output Current Ripple of Multiphase PWM lnverters. 37th IEEE Power Electronics Specialists Conference 2006, PESC'06, 18-22 June 2006, pp. 1-6.
• [3] Rymarski Z.: Zagadnienia projektowe jednofazowych inwerterów napięcia w układach UPS. Elektronika - konstrukcje, technologie, zastosowania, nr 11/2007, ss. 40-43, Wyd. SIGMA-NOT.
• [4] Rymarski Z.: Projektowanie jednofazowego inwertera napięcia małej mocy dla nieliniowego obciążenia. Elektronika - konstrukcje technologie, zastosowania, nr 11/2008, ss. 48-51, Wyd. SIGMA-NOT.
• [5] Rymarski Z.: Design method of a 3-phase VSI for UPS systems. ICSES 2008 International Conference on Signals and Electronic Systems 2008, Kraków, 14-17 September 2008, pp. 293-296.
• [6] Rymarski Z.: Complete Design Method of Single-Phase Inverters for UPS Systems. International Journal of Electronics, vol. 96, Issue 5, May 2009, pp. 521-535.
• [7] Rymarski Z.: The analysis of the output voltage distortions minimization in the 3-phase VSI for the nonlinear rectifier RоCo load. Przegląd Elektrotechniczny, R85, nr 4/2009, ss. 127-132.
• [8] Rymarski Z.: Jedno- i trójfazowe inwertery napięcia stosowane w systemach UPS. Wydawnictwo Politechniki Śląskiej, monografia 238, Gliwice 2010.
• [9] Bose B. K.: Modern Power Electronics and AC Drives. Prentice Hali, Inc., 2002.
• [10] Kawamura A., Chuarayapratip R., Haneyoshi T.: Deadbeat control of PWM inverter with modified pulse patterns for uninterruptible powersupply. IEEE Trans. on IE., Issue2, May 1988, vol. 35, pp. 295-300.
• [11] Rech C., Pinheiro H., Grundling H. A., Hey H. L., Pinheiro J. R.: Comparison Of Digital Control Techniques With Repetitive Integral Action for Low Cost PWM Inverters in IEEE Transactions on Power Electronics, vol. 18, Issue 1, Part 2, January 2003, pp. 401-410.
• [12] Astrom K. J., Wittenmark B.: Computer-controlled systems: theory and design. Prentice Hali, 1997.
• [13] Manabe S.: Coefficient Diagram Method. 14th IFAC Symposium on ACA, 1998, pp. 199-210.
• [14] Manabe S.: Importance of coefficient diagram in polynomial method. 42nd IEEE Conference on Decision and Control, vol. 4, 9-12 December 2003, pp. 3489-3494.
• [15] Ben-Brahim L., Yokoyama T., Kawamura A.: Digital control for UPS inverters. The Fifth International Conference on Power Electronics and Drive Systems, 2003, vol. 2, 17-20 November 2003, pp. 1252-1257.
• [16] Gangling Z., Guan M., Wang Y.: Application of Repetitive Control for Aeronautical Static Inverter. 2nd IEEE Conf. on Industrial Electronics and Applications 2007, ICIEA2007, 23-25 May 2007, pp. 121-125.
• [17] 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.
• [18] Montagner V. F., Carati E. G., Grundling H. A.: An adaptive linear quadratic regulator with repetitive controller applied to uninterruptible power supplies. IAC 2000, 8-12 October 2000, vol. 4, pp. 2231-2236.