Straty mocy w trójpoziomowym przekształtniku AC/DC/AC o napięciu 3,3 kV i mocy 1 MW

• Autorzy: Zygmanowski M. , Michalak J. , Biskup T. , Kołodziej H.

Identyfikatory

DOI

10.15199/48.2016.06.12

Warianty tytułu

EN

Power losses in 3.3 kV 1MW AC-DC-AC three-level NPC converter

• Języki publikacji: PL

Abstrakty

PL

W artykule prezentuje się wybrane zagadnienia związane ze stratami mocy w trójpoziomowym przekształtniku z diodami poziomującymi o napięciu 3,3 kV i mocy 1 MW. Zagadnienia strat mocy w przekształtniku są szczególnie ważne w zastosowaniach charakteryzujących się ograniczonym miejscem, np. w napędach elektrycznych w górnictwie podziemnym. Ograniczenie rozmiarów przekształtnika może zostać uzyskane tylko gdy rozpoznane zostaną zagadnienia cieplne w przekształtniku, w tym generacja strat mocy i przebiegi temperatury złącz elementów półprzewodnikowych.

EN

This paper presents selected aspects of power losses generated in a 3.3 kV three-level neutral-point clamped converter. These aspects are particularly important in some applications characterized with a limited room, for instance underground mining. The limited size of the converter can only be performed when all thermal aspects like converter generation of power losses or junction temperature distribution in all converter semiconductor devices are recognized.

Słowa kluczowe

PL

przekształtnik trójpoziomowy; NPC; górnictwo podziemne; strata mocy; napęd średniego napięcia

EN

three-level neutral-point clamped converter; medium voltage drive; underground mining; power loss

• Wydawca: Wydawnictwo SIGMA-NOT
• Czasopismo: Przegląd Elektrotechniczny
• Rocznik: 2016
• Tom: R. 92, nr 6
• Strony: 63--70
• Opis fizyczny: Bibliogr. 16 poz., rys., tab., wykr.

Twórcy

autor

Zygmanowski M.

• Politechnika Śląska, KENER, ul. B. Krzywoustego 2, 44-100 Gliwice

autor

Michalak J.

• Politechnika Śląska, KENER, ul. B. Krzywoustego 2, 44-100 Gliwice

autor

Biskup T.

• ENEL-PC sp. z o.o., ul. Gen. J. Sowińskiego 3, 44-101 Gliwice

autor

Kołodziej H.

• ENEL-PC sp. z o.o., ul. Gen. J. Sowińskiego 3, 44-101 Gliwice

Bibliografia

• [1] Rodrίguez J., Lai J.S., Peng F.Z., Multilevel inverters: a survey of topologies, controls, and applications, IEEE Trans. Ind. Applicat., 49 (2002), n.4, 724-738
• [2] Rodriguez J., Bernet S., Steimer P. K., Lizama I., A survey on neutral-point-clamped inverters, IEEE Trans. Ind. Electron., 57 (2010), n.7, 2219-2230
• [3] Teichmann R., Bernet S., A comparison of three-level converters versus two-level converters for low voltage drives, traction, and utility applications, IEEE Trans. Ind. Appl., 41 (2005), n.3, 855-865
• [4] Dargahi V., Khoshkbar-Sadigh A., Corzine K., Analytic determination of conduction power losses in flying capacitor multicell power converter, Proc. 30th IEEE APEC, (2015), 2358-2364
• [5] Rohner S., Bernet S., Hiller M., Sommer R., Modulation, Losses, and Semiconductor Requirements of Modular Multilevel Converters, IEEE Trans. Ind. Electron., 57 (2010), n.8, 2633-2642
• [6] Zygmanowski M., Grzesik B., Fulczyk M., Nalepa R., Analytical and numerical power loss analysis in modular multilevel converter, Proc. 39th IEEE IECON, (2013), 465-470
• [7] Minambres-Marcos V., Guerrero-Martinez M. A., Romero-Cadaval E., Milanes-Montero M. I., Generic Losses Model for Traditional Inverters and Neutral Point Clamped Inverters, Elektronika IR Elektrotechnika, 20 (2014), n.5, 84-88
• [8] Quan C., Qunjing W., Guoli L., Weidong J., Analysis and comparison of power losses in 3L-NPC inverter with SHPWM control, Proc. 15th IEEE ICEMS, (2012), 1-5
• [9] Soeiro T. B., Kolar J. W., The new high efficiency hybrid neutral-point-clamped converter, IEEE Trans. Ind. Electron. 60 (2013), n.5, 1919-1935
• [10] Bruckner T., Bernet S., Guldner H., The active NPC converter and its loss-balancing control, IEEE Trans. Ind. Electron. 52 (2005), n.3, 855-868
• [11] Nabae A., Takahashi I., Akagi H., A new neutral-point-clamped inverter, IEEE Trans. Ind. Appl., 17 (1981), n.5, 518-523
• [12] Schweizer M., Friedli T., Kolar J. W., Comparison and implementation of a 3-level NPC voltage link back-to-back converter with SiC and Si diodes, Proc. 25th IEEE APEC (2010), 1527-1533
• [13] Jiao Y., Lu S., Lee F. C., Switching performance optimization of a high power high frequency three-level active neutral point clamped phase leg, IEEE Trans. Power Electron., 29 (2014), n.7, 3255-3266
• [14] Staudt I., Wintrich A, Haddad K., Cardi V., Numerical loss calculation and simulation tool for 3L NPC converter design, Proc. PCIM (2011), 483-488
• [15] Zygmanowski M., Analiza porównawcza właściwości wybranych wielopoziomowych przekształtników energoelektronicznych przeznaczonych do układów kondycjonowania energii elektrycznej, Rozprawa doktorska, Politechnika Śląska, (2009)
• [16] Michalak J., Zygmanowski M., Biskup T., Kołodziej H., Model przekształtnika trójpoziomowego NPC umożliwiającego zwrot energii do sieci zasilającej, Logistyka (2014), n.6, 7390-7399

Uwagi

Opracowanie ze środków MNiSW w ramach umowy 812/P-DUN/2016 na działalność upowszechniającą naukę.