Three phase Warsaw boost rectifier for high power variable speed power generation

• Autorzy: Bałkowiec T.

Warianty tytułu

PL

Trójfazowy „Warsaw Rectifier” w układzie wytwarzania energii dużej mocy o regulowanej prędkości generatora

• Języki publikacji: EN

Abstrakty

EN

Paper presents topology of the Warsaw rectifier that has been patented in 1992. Warsaw rectifier tested at that time, used hysteresis current controllers. This paper shows principles of operation of the Warsaw rectifier and presents control system based on the PWM modulation with constant switching frequency. Author also presents simulation results of the Warsaw rectifier in high power variable speed power generation system, performed in PSIM. Such topology is similar to Vienna rectifier but has different connection of basic modules.

PL

Artykuł przedstawia topologię prostownika „Warsaw Rectifier”, jego zasadę działania oraz wyniki symulacyjne, w których prostownik zasilany był ze źródła napięcia o zmiennej amplitudzie i częstotliwości, np. generatora z magnesami trwałymi. Wyniki symulacyjne potwierdzają poprawność opracowanego układu sterowania, opartego na modulacji szerokości impulsów o stałej częstotliwości łączeń. Przedstawione wyniki w tabeli 3 również potwierdzają, że topologia umożliwia pobór sinusoidalnego prądu oraz stabilizację napięcia wyjściowego prostownika w układach o dużej mocy, w których częstotliwość łączeń jest ograniczona. Układ prostownika umożliwia zapewnia małe pulsacje mocy, które w generatorze przekładają się na małe pulsacji momentu. Topologia Warsaw Rectifier jest podobna do topologii Vienna Rectifier, natomiast różni się sposobem połączeń. Co więcej, rozważany prostownik Warsaw Rectifier wytwarza dwupoziomowe napięcie wyjściowe, podczas gdy prostownik Vienna wytwarza stałe, trójpoziomowe napięcie.

Słowa kluczowe

EN

Warsaw rectifier; delta-switch rectifier; high power; PWM modulation; Vienna rectifier

• Wydawca: Oficyna Wydawnicza Politechniki Wrocławskiej
• Czasopismo: Prace Naukowe Instytutu Maszyn, Napędów i Pomiarów Elektrycznych Politechniki Wrocławskiej. Studia i Materiały
• Rocznik: 2015
• Tom: Vol. 71, nr 35
• Strony: 3--15
• Opis fizyczny: Bibliogr. 16 poz., rys., tab.

Twórcy

autor

Bałkowiec T.

• Politechnika Warszawska, Instytut Sterowania i Elektroniki Przemysłowej, Koszykowa 75, 00-662 Warszawa

Bibliografia

• [1] KOCZARA W., IWANSKI G., KAMINSKI B., CIRSTEA M., BROWN N., RUSKIN A., Power Distribution in RES-Diesel Autonomous Power System with Doubly Fed Induction Generator for Reduction of Fuel Consumption, International Conference on Optimization of Electrical and Electronic Equipment, May 2008, 339–344.
• [2] TAMMARUCKWATTANA S., OHYAMA K., Experimental Verification of Variable Speed Wind Power Generation System Using Permanent Magnet Synchronous Generator by Wind Turbine Emulator, 38th Annual Conference of the IEEE Industrial Electronics Society, Oct. 2012, 5827–5832.
• [3] TAMMARUCKWATTANA S., OHYAMA K., Experimental Verification of Variable Speed Wind Power Generation System Using Permanent Magnet Synchronous Generator by Boost Converter Circuit, 39th Annual Conference of the IEEE Industrial Electronics Society, Nov. 2013, 7157–7162.
• [4] KOCZARA W., AL KHAYAT N., Variable Speed Integrated Generator VSIG as a modem controlled and decoupled generation system of electrical power, European Conference on Power Electronics and Applications, Sept. 2005, 1–10.
• [5] CARDENAS R., CLARE J., WHEELER P., 4-leg Matrix Converter Interface for a Variable-Speed Diesel Generation System, 38th Annual Conference of the IEEE Industrial Electronics Society, Oct. 2012, 6044–6049.
• [6] KOCZARA W., BALKOWIEC T., Smart microgrid grid power quality improvement and reduction of fuel consumption by application of adjustable speed generation system, International Conference on Clean Electrical Power, Jun. 2015, 743–748.
• [7] DAN Li, DOUGAL R.A., THIRUNAVUKARASU E., OUROUA A., Variable speed operation of turbogenerators to improve part-load efficiency, IEEE Electric Ship Technologies Symposium, Apr. 2013, 353–359.
• [8] AL-KHAYAT N., KOCZARA W., KRASNODĘBSKI A., Electrical Power supply System and a Permanent Magnet Generator for Such a System, Patent US 2007/0008741 A1, Jan. 11, 2007.
• [9] KOCZARA W., Controlled Rectifier, Polish Patent PL 167855, Apr. 17, 1992.
• [10] KOCZARA W., Unity factor three phase rectifier, Power Quality ’92 Conference Europe, Münich, October 1992, 79–88, 14–15.
• [11] BIALOSKORSKI P., KOCZARA W., Unity Power Factor Three Phase Rectifiers, PESC ’93 24th Annual IEEE Power Electronics Specialists Conf., Seattle, 1993, 669–674.
• [12] KOCZARA W., BIAŁOSKÓRSKI P., Modified Rectifiers with Unity Power Factor, PEMC 1994 Conf., Warsaw 1994, 309–314.
• [13] HARTMANN M., MINIBOECK J., KOLAR J.W., A Three-Phase Delta Switch Rectifier for More Electric Aircraft Applications Employing a Novel PWM Current Control Concept, Applied Power Electronics Conference and Exposition, Feb. 2009, 1633–1640.
• [14] HARTMANN M., MINIBOECK J., ERTL H., KOLAR J. W., Three-Phase Delta Switch Rectifierb for Use in Modern Aircraft, IEEE Trans. on Ind. Electron., 2012, Vol. 59, No. 9, 3635–3647.
• [15] COLLIER D.A.F., HELDWEIN M.L., Comparison of Modulation Strategies Driving a Three-Phase PWM Delta-Switch Rectifier in Wind Energy Conversion Systems Applications, Applied Power Electronics Conference and Exposition, March 2013, 386–393.
• [16] SOEIRO T.B., FRIEDLI T., HARTMANN M., KOLAR J.W., New Unidirectional Hybrid Delta-Switch Rectifier, 37th Annual Conference on IEEE Industrial Electronics Society, Nov. 2011, 1474–1479.