Study of the Application of Multiphase Matrix Converter for Interconnection of the High Speed Generation to the Grid

• Autorzy: Sieńko T. , Szczepanik J. , Sobczyk T.

Warianty tytułu

PL

Studium układu przyłączenia szybkoobrotowego układu generacyjnego, bazującego na przekształtniku matrycowym do systemu elektroenergetycznego

• Języki publikacji: EN

Abstrakty

EN

The article shows new field of application of Matrix Converter (MC) as the interconnection device between high speed generator and the grid. The converter works under the developed control algorithm based on so called “area based” approach. The device consists of converter, transformer (transformers) and filters and is supposed to substitute or revolution decreasing gear box or DC link based power electronic converter. Several structures, including multiphase ones (3,12 phase) were investigated and their properties were assessed using the results of Matlab Simulink based simulations. The simulations were performed using standard Simulink models and developed, simplified permanent magnet motor model. The results were very satisfactory i.e. input waveforms distortions, output current and machine torque ripple were at acceptable levels for the multiphase structures and high frequency input. The waveforms distortions were found to be function of input frequency and number of phases in conversion device, but the structure of the converter was limited to 12x12 structure due to the economic reasons.

PL

W artykule pokazano aplikację Przekształtnika Macierzowego (MC – matrix converter) jako układu synchronizującego pomiędzy wysokoobrotowym generatorem synchronicznym z magnesami trwałymi a Systemem Elektroenergetycznym. W pracy MC pracuje pod kontrolą jednookresowego algorytmu sterowania - jednego z algorytmów należących do klasy algorytmów obszarowych. MC w urządzeniu ma zastąpić przekładnię zębatą lub przekształtnik AC-DC-AC. W programie MATLAB/Simulink wykonano szereg symulacji części elektrycznej mikroturbiny (generator, przekształtnik, transformator, filtry). W ramach pracy oceniano wpływ rozmiaru struktury MC (3, 12 fazowa) na pracę generatora z magnesami trwałymi, ocenie podlegały: prąd, napięcie i kształt momentu elektromagnetycznego.

Słowa kluczowe

EN

matrix converter; permanent magnet machine; high speed co-generation unit

PL

przekształtnik macierzowy; generator z magnesami trwałymi; mały moduł ko-generacyjny

• Wydawca: Sieć Badawcza Łukasiewicz - Górnośląski Instytut Technologiczny
• Czasopismo: Maszyny Elektryczne : zeszyty problemowe
• Rocznik: 2014
• Tom: Nr 3(103)
• Strony: 281--286
• Opis fizyczny: Bibliogr. 11 poz., rys., wykr., wz.

Twórcy

autor

Sieńko T.

• Politechnika Krakowska

autor

Szczepanik J.

• Politechnika Krakowska

autor

Sobczyk T.

• Politechnika Krakowska

Bibliografia

• [1]. Boyce, M.P., Gas Turbine Engineering Handbook, Elsevier Science 2006, ISBN 9780080456898
• [2]. Capstone Turbine Corporation, http://www.capstoneturbine.com/ 16 Maj","2013
• [3]. Sieńko T., Sobczyk T., Sposób sterowania przekształtnikiem macierzowym”, 29.01.2010. WYN: (11) 204643 PL, H02M5/00
• [4]. Sobczyk T.J. and Sienko T., Matrix converters control for high speed generators”, ,Electric Machines and Drives, 2005 IEEE International Conference on, y. 2005, pp. 1975-1980, doi: 10.1109/IEMDC.2005.195990
• [5]. Sobczyk T.J. Control strategy of matrix converters, Proc. of European Conf. on Power Electronics and Applications (EPE), pp. 93-97, 1993, vol. 4
• [6]. Sobczyk, T.J. The matrix converter – a universal power electronic unit, Prace Instytutu Elektrotechniki, r. 2002, pp. 5-21, ISSN 0032-6216
• [7]. Sieńko T., szczepanik J., The Study of implementation of Multiphase Matrix Converter in Power System, Przegląd Elektrotechniczny 8’2013
• [8]. Friedli, Thomas and Kolar, Johann W., Milestones in Matrix Converter Research, IEEJ Journal of Industry Applications, vol.1 year 2012, pp. 2—14
• [9]. Rodriguez, J. and Rivera, M. and Kolar, J.W. and Wheeler, P.W., A Review of Control and Modulation Methods for Matrix Converters, Industrial Electronics, IEEE Transactions on vol.59, nr.1, year 2012, pp 58-70, ISSN 0278-0046
• [10]. Casadei, D. and Serra, G. and Tani, A. and Zarri, L., A review on matrix converters, Przegląd Elektrotechniczny, year 2006 vol.82, nr 2, pp 15-25, ISSN 0033-2097
• [11]. Sieńko T., Schemat zastępczy przekształtnika macierzowego dla stanów dynamicznych przy sterowaniu jednookresowym, Czasopismo Techniczne z. 1- E/2012 pp. 123-134