Wyniki wyszukiwania - BazTech

1

A novel modified AC/AC Z-Source converter for starting current reduction for three-phase induction motor

Ngamkong Phurich, Photong Chonlatee

Przegląd Elektrotechniczny

|

2023

|

R. 99, nr 5

133--138

EN

Induction motors inherently have very high current in order to provide sufficient power and torque for the loads when started. This very high current can cause the damage for the motors and other components. Therefore, an additional electronic soft starter such an AC/AC converter is commonly used to reduce this current but the reduced current is still high and relatively has high harmonics. This paper proposes a novel electronic soft starter, a modified AC/AC Z-Source converter for the three-phase induction motor. The proposed soft starter could directly convert AC voltage from a three-phase power supply with constant voltage and frequency by adjusting voltage together with the additional impedance source. The performance in terms of starting current reduction capacity and harmonic reduction capacity of the proposed starter with/without the overlap switching state implementation was examined and evaluated in comparison to the conventional starter with an AC/AC converter. These starter circuits were simulated via the computer program by operating at 3 load torque conditions: without load, half load and full load. The test results showed that the proposed starter with overlap switching state implementation provided the lowest starting current and lowest current harmonic distortion at the full load, following by the proposed starter without the overlap switching state implementation and a conventional starter, respectively. In turn, the proposed starter without the overlap switching state implementation provided the fastest settling times.

PL

Silniki indukcyjne z natury miały bardzo wysoki prąd rozruchowy, aby zapewnić wystarczającą moc i moment obrotowy dla obciążeń, co może spowodować uszkodzenie silników i innych komponentów. Dlatego do zmniejszenia tego prądu stosuje się softstarter elektroniczny, taki jak konwerter AC/AC, ale prąd zredukowany jest nadal wysoki i ma stosunkowo wysokie harmoniczne. W artykule zaproponowano nowatorski elektroniczny softstart, zmodyfikowany konwerter AC/AC Z-Source, do trójfazowego silnika indukcyjnego. Proponowany softstarter mógłby bezpośrednio przekształcać napięcie prądu przemiennego z trójfazowego źródła zasilania o stałym napięciu i częstotliwości poprzez regulację napięcia wraz z dodatkowym źródłem impedancji. Zbadano i oceniono wydajność w zakresie zdolności redukcji prądu rozruchowego i zdolności redukcji harmonicznych proponowanego rozrusznika z/bez implementacji stanu przełączania nakładkowego w porównaniu z konwencjonalnym rozrusznikiem z przekształtnikiem AC/AC. Te obwody rozruchowe symulowano za pomocą programu komputerowego, pracując w 3 warunkach obciążenia momentem obrotowym: bez obciążenia, połowicznego obciążenia i pełnego obciążenia. Wyniki testów pokazały, że proponowany rozrusznik z implementacją stanu przełączania nakładkowego zapewniał najniższy prąd rozruchowy i najniższe zniekształcenia harmoniczne prądu przy pełnym obciążeniu, zastępując odpowiednio rozrusznik bez implementacji stanu przełączania nakładkowego i rozrusznik konwencjonalny. Z kolei proponowany starter bez implementacji stanu przełączania nakładania zapewniał najszybsze czasy rozliczania.

2

Transformator hybrydowy z dwubiegunowym przekształtnikiem AC/AC bez magazynu energii DC

Kaniewski J.

Przegląd Elektrotechniczny

|

2018

|

R. 94, nr 5

80--85

PL

Artykuł przedstawia transformator hybrydowy (TH) z dwubiegunowym przekształtnikiem AC/AC do łagodzenia wahań napięcia, zapadów i przepięć w systemie elektroenergetycznym. Proponowane rozwiązanie charakteryzuje się szerokim zakresem sterowania napięcia i dobrą dynamiką. Ponadto zapewnia separację galwaniczną pomiędzy źródłem a obciążeniem. W artykule zamieszczono opis działania układu TH oraz wyniki badań eksperymentalnych modelu laboratoryjnego o mocy 1 kVA, pracującego w zamkniętej pętli sterowania.

EN

This paper presents a hybrid transformer (HT) with a bipolar AC/AC converter to mitigate voltage fluctuation, voltage sag and swell in AC power grid. Proposed solution is characterized by a wide range of voltage control and good dynamics. Moreover provides galvanic separation between source and load. The article describes the operation principle of the HT and the results of experimental research of a 1 kVA laboratory model operating in closed control loop.

3

Modelling of voltage transfer function of the three-phase hybrid transformers with voltage or current source matrix converter

Fedyczak Z., Szcześniak P., Kaniewski J.

Przegląd Elektrotechniczny

|

2015

|

R. 91, nr 11

133-138

EN

This paper deals with a three-phase power system with hybrid transformer (HT). The HT contains a conventional three-phase transformer with electromagnetic coupling and AC/AC converter integrated with the secondary windings through an electric coupling. The HT uses a three-phase Yy connected transformer with additional secondary windings and three-phase voltage or current source matrix converter (VSMC or CSMC), which give possibility to changing the value and phase shifting of the output phase voltage. The paper gives a description of such power system with passive load, as well as the modelling and comparison of voltage transfer functions for both solutions of the HT. The steady state analysis results of power systems with simplified HT mathematical models are verified by means of the simulation and experimental test results obtained for the power system with HT of about 6 kVA.

PL

Artykuł dotyczy trójfazowego systemu zasilania z transformatorem hybrydowym (TH). TH zawiera konwencjonalny transformator trójfazowy ze sprzężeniem elektromagnetycznym i przekształtnik energoelektroniczny typu AC/AC ze sprzężeniem elektrycznym, zintegrowany z uzwojeniami wtórnymi transformatora. W TH jest stosowany transformator uzwojeniami typu Yy oraz dodatkowymi uzwojeniami i trójfazowym przekształtnikiem matrycowym (PM) napięcia lub prądu, które umożliwiają zmianę przesunięcia fazowego napięcia wyjściowego. W artykule opisano działanie takiego systemu zasilania z obciążeniem pasywnym oraz jego modelowanie i porównanie relacji napięciowych dla dwóch rozwiązań TH (z PM napięcia lub prądu). Wyniki analizy właściwości w stanie ustalonym systemu zasilania z uproszczonymi modelemi matematycznymi są weryfikowane za pomocą badań symulacyjnych i eksperymentalnych systemie zasilania z TH o mocy ok. 6 kVA.

4

AC Voltage Transforming Circuits in Power Systems

Kaniewski J., Fedyczak Z., Szcześniak P.

Przegląd Elektrotechniczny

|

2015

|

R. 91, nr 6

8-17

EN

The paper deals with AC voltage transforming circuits applied in power systems. It includes a general description of AC power systems, single and three-phase AC converters, especially PWM AC line choppers and a description of their implementation in AC transmission or distribution systems. This includes a description of the topologies, the operation and test results of the voltage sag/swell compensators, quadrature phase shifters, power flow controllers, static VAr compensators and Interfaces of renewable energy sources.

PL

Artykuł dotyczy układów transformujących napięcia przemienne stosowanych w systemach elektroenergetycznych. Ujęto w nim opis ogólny systemów elektroenergetycznych, jedno- i trójfazowych przekształtników prądu przemiennego, a zwłaszcza impulsowych sterowników prądu przemiennego oraz opis ich implementacji w systemach elektroenergetycznych transmisyjnych i dystrybucyjnych. Obejmują one opis topologii działania oraz wyniki badań kompensatorów załamań/wzrostów napięcia przemiennego, kwadraturowe przesuwników fazowych, szeregowych sterowników mocy czynnej, kompensatorów mocy przesunięcia oraz sprzęgi z odnawialnymi źródłami energii.

5

Modelowanie matematyczne procesów w przekształtnikach prądu przemiennego za pomocą metody Galerkina i podwójnych szeregów Fouriera

Korotyeyev I., Zięba B.

Przegląd Elektrotechniczny

|

2010

|

R. 86, nr 2

259-262

PL

W artykule została przedstawiona metoda analityczno-numeryczna przeznaczona do obliczeń stanów ustalonych w przekształtnikach prądu przemiennego, opisanych niestacjonarnymi i okresowymi równaniami różniczkowymi. Równania różniczkowe są rozszerzone o dodatkowe, niezależne zmienne czasu, odpowiadające różnym pulsacją w obwodzie. Aproksymacja rozwiązania jest otrzymana przy wykorzystaniu metody Galerkina, w której funkcjami bazowymi są podwójne szeregi Fouriera. Rezultaty obliczeń przedstawione są na przykładzie przekształtnika typu Boost.

EN

This paper presents a numerical-analytic method intended for calculations of steady-state processes in AC/AC converters that are described by nonstationary and periodical differential equations. Differential equations are extended by an additional, independent variables of time, corresponding from different pulsation. Approximation solution is obtained using the method Galerkina in which the basis functions are double Fourier series. The results of the presented calculations are derived from an example of a Boost converter.

6

Modele matematyczne trójfazowych przemienników częstotliwości prądu przemiennego bazujących na topologii sterownika matrycowo-reaktancyjnego typu buck-boost

Szcześniak P.

Przegląd Elektrotechniczny

|

2010

|

R. 86, nr 2

384-389

PL

Przedmiotem artykułu są modele matematyczne trójfazowych matrycowo-reaktancyjny przemienników częstotliwości (MRPC) bazujących na topologii sterownika matrycowo-reaktancyjnego typu buck-boost. W artykule przedstawiono równania zmiennych stanu dla wszystkich konfiguracji łączników w prezentowanych układach. Ponadto pokazano sposób budowy równań uśrednionych zmiennych stanu dla MRPC przy strategii sterowania według Venturiniego.

EN

This paper deals with a mathematical model of three-phase direct matrix-reactance frequency converter (MRFC) based on PWM AC matrix-reactance chopper with buck-boost topology. This paper includes state space equations for all switch configurations. Furthermore, a way of creating averaged state space equations for this kind of converters, for control circuit attributable to Venturini are also presented.

7

Implementacja układu sterowania transformatora hybrydowego

Kaniewski J.

Przegląd Elektrotechniczny

|

2010

|

R. 86, nr 6

97-100

PL

Przedmiotem artykułu jest implementacja układu sterowania trójfazowym transformatorem hybrydowym (TH) o topologii ze sterownikiem matrycowym (SM) w układzie czteroprzewodowym. W artykule przedstawiono opis działania TH i układu sterowania. Zaprezentowano wyniki badań symulacyjnych zweryfikowanych badaniami eksperymentalnymi układu sterowania TH.

EN

This paper deals with the implementation of a control circuit of the three-phase hybrid transformer (HT) with matrix chopper in four-wire circuit. This paper presents an operational description proposed HT and control circuit. Simulation test results are verified with an experimental test results.

8

Implementacja trójfazowych przemienników częstotliwości bazujących na topologii matrycowo-reaktancyjnego sterownika prądu przemiennego typu buck-boost

Fedyczak Z., Szcześniak P., Tadra G.

Przegląd Elektrotechniczny

|

2010

|

R. 86, nr 2

148-153

PL

Artykuł dotyczy trójfazowych matrycowo-reaktancyjnych przemienników częstotliwości (MRPC) bazujących na topologii jednobiegunowego matrycowo-reaktancyjnego sterownika prądu przemiennego (MRSPP) typu buck-boost. W tych MRPC jest stosowany przekształtnik matrycowy (PM) oraz jeden z zestawów łączników o konfiguracji synchronicznej. W artykule przedstawiono projekt oraz implementację dwóch MRPC bazujących na topologii sterownika matrycowo-reaktancyjnego (SMR) prądu przemiennego. Są to dwa z dziewięciu MRPC bazujących na topologiach unipolarnych SMR. W przedstawionej realizacji MRPC zastosowano (9+3) łączników dwubiegunowych oraz dwukierunkowych, w których zastosowano tranzystory typu IGBT. W układzie sterowania jest stosowana strategia sterowania bazująca na koncepcji niskoczęstotliwościowej macierzy przejścia (klasyczna strategia sterowania Venturiniego). Wprowadzono modyfikację tej strategii polegającą na stosowaniu przełączania PM w przedziale czasu, który jest częścią okresu sekwencji przełączeń. W omawianych MRPC zastosowano również cztero krokową strategię komutacji. W układzie sterowania są stosowane specjalizowane karty z procesorami typu DSP oraz elementami typu FPGA. Przedstawiono wyniki badań eksperymentalnych modelu laboratoryjnego MRPC o mocy ok. 1 kVA w celu potwierdzenia wyników badań teoretycznych i symulacyjnych tych przekształtników.

EN

This paper deals with three-phase direct matrix-reactance frequency converters (MRFC) based on unipolar PWM AC matrix-reactance choppers (MRC). Each MRC with conventional topology has two synchronous-connected switches (SCS) sets. In the MRFC, unlike in the MRC topology, one of SCS sets is replaced by a matrix-connected switches (MCS) set in order to make possible of the load voltage frequency change. This paper presents a design and implementation of two of nine solutions of the MRFC which based on MRC with buck-boost topology. In proposed realizations (9+3) bipolar and bidirectional IGBT switches are used. A simple low frequency transfer matrix control strategy (modified classical Venturini control strategy) is applied to control of the voltage or current source MC. The modification depends on MC switching during time interval, which is a part of the sequence period. The for step current-direction-based commutation strategy is also used. The specialized DSP and FPGA cards are used in the control circuit realization. Experimental test results of ca 1 kVA laboratory model are presented to confirm the viability of the disscused MRFC solutions.

9

Implementacja trójfazowego transformatora hybrydowego ze sterownikiem matrycowym

Kaniewski J., Fedyczak Z., Łukiewski M.

Przegląd Elektrotechniczny

|

2010

|

R. 86, nr 2

231-236

PL

Przedmiotem artykułu jest implementacja nowego rozwiązania trójfazowego transformatora prądu przemiennego ze sprzężeniem elektromagnetycznym i elektrycznym (hybrydowym). Sprzężenie elektromagnetyczne jest realizowane za pomocą konwencjonalnego transformatora trójfazowego (TR) z dwoma uzwojeniami wtórnymi w każdej fazie. Sprzężenie elektryczne jest realizowane za pomocą trójfazowego sterownika matrycowego (SM). W artykule przedstawiono opis działania, projekt układu, oraz wyniki badań symulacyjnych i eksperymentalnych modelu laboratoryjnego o mocy 1 kVA, zestawione razem z wynikami badań analitycznych.

EN

This paper deals with the implementation of a new solution for a three-phase AC transformer with electromagnetic and electric coupling (hybrid coupling). The electromagnetic coupling is realized by means of the conventional three-phase transformer (TR) with two secondary windings in each phase. The electrical coupling is realized by means of a matrix chopper (MC), which is supplied from auxiliary secondary windings of the transformer. This paper presents an operational description of the proposed solution and simulation and experimental test results 1 kVA laboratory model collected together with theoretical analysis results.

10

Modelling and analysis of matrix-reactance frequency converters using voltage source matrix converter and LF transfer matrix modulation method

Fedyczak Z., Szcześniak P.

Przegląd Elektrotechniczny

|

2009

|

R. 85, nr 8

138-143

EN

This paper deals with one aspect of three-phase matrix-reactance frequency converters (MRFCs) based on topologies of unipolar PWM AC matrix-reactance choppers (MRCs). In question, there are MRFCs using step-down matrix converters. The averaged state space models of MRFCs based on MRC topology with buck-boost I, Ćuk I, Zeta I and Zeta II topologies using LF transfer matrix modulation method are first of all described. Then analysis description of the steady and transient state properties of these MRFCs is presented. A two-frequency complex function method is applied for solving non-stationary averaged state space equations. The exemplary simulation and experimental test results are also presented to verify the theoretical ones.

PL

Artykuł dotyczy jednej z dwóch grup trójfazowych matrycowo-reaktancyjnych przemienników częstotliwości (MRPC) bazujących na topologiach jednobiegunowych matrycowo-reaktancyjnych sterowników prądu przemiennego (MRSPP). Są to MRPC z przekształtnikiem matrycowym napięcia. W artykule są opisane modele uśrednionych zmiennych stanu MRPC bazujące na MRSPP o topologii typu buck-boost I, Ćuk I, Zeta I oraz Zeta II. W tych MRPC jest stosowana metoda modulacji bazująca na niskoczęstotliwościowej macierzy przejścia. Następnie jest przedstawiony opis analizy właściwości omawianych MRPC w stanie ustalonym i nieustalonym. W analizie wykorzystano metodę dwuczęstotliwościowej funkcji zespolonej do rozwiązania niestacjonarnych równań uśrednionych zmiennych stanu. W celu weryfikacji wyników badań teoretycznych są również przedstawione przykładowe wyniki badań symulacyjnych i eksperymentalnych.

11

A Study of The Balancing Process in Multicell ac/ac Converter

Stala R., Mondzik A.

Przegląd Elektrotechniczny

|

2009

|

R. 85, nr 7

168-172

EN

The paper presents the experimental and simulation study of the balancing process forced by passive RLC circuit in a multicell ac/ac converter. The multicell ac/ac converter bases on the flying capacitor concept. Appropriate charging and reversing charge of the flying capacitors in the converter is necessary for its proper operation. This is achieved by application balancing circuit - a series RLC circuit connected at the converter output, that improves natural balancing process in the converter. The main issue is the correct choice of the balancing circuit characteristic impedance and the converter parameters (switching frequency, capacitances of cells capacitors) that allows maintaining a correct shape and proportion of voltages across cells capacitors at minimum balancing current.

PL

Artykuł prezentuje wyniki badań symulacyjnych i eksperymentalnych procesu balansowania za pomocą pasywnych obwodów RLC w wielokomórkowym przekształtniku typu AC/AC. Przekształtnik wielokomórkowy bazuje na koncepcji „flying capacitors”. Ładowanie i rozładowywanie kondensatorów jest niezbędna dla prawidłowego funkcjonowania układu. Osiągnięto to poprzez obwód balansujący – szeregowy obwód PLC połączony na wyjściu przekształtnika. Główne zadanie polega na prawidłowym doborze charakterystyki impedancyjnej obwodu balansującego oraz parametrów samego przekształtnika (częstotliwości przełączeń, pojemności kondensatorów).

12

The essence of three-phase AC/AC converter systems

Kolar J., Friedli T., Krismer F., Round S.

Przegląd Elektrotechniczny

|

2008

|

R. 84, nr 9

14-29

EN

In this paper the well-known voltage and current DS-link converter systems, used to implement an AC/AC converter, are initially presented. Using this knowledge and their space vector modulation methods we show their connection to the family of Indirect Matrix Converters and then finally the connection to direct Matrix Converters. Abrief discussion of extended Matrix Converter circuits is given and a new unidirectional three-level Matrix Converter topology is proposed. This clearly shows the topological connections of the converter circuits that directly lead to an adaptability of the modulation methods. These allow the reader who is familiar with space vector modulation of voltage and current DS-link converters to simply incorporate and identify new modulation methods. A comparison of the converter concepts, with respect to their fundamental, topology-related characteristics, complexity, control and efficiency, then follows. Furthermore, by taking the example of a converter that covers a typical operation region in the torque-speed plane (incl. holding torque at standstill), the necessary silicon area of the power semiconductors is calculated for a maximum junction temperature. This paper concludes with proposal for subjects of further research in the area of Matrix Converters.

PL

W artykule na początku przedstawiono dobrze znane systemy przekształtników z obwodem pośredniczącym prądu i napięcia stałego, wykorzystywane do budowy przekształtników typu AC/AC oraz metody modulacji bazujące na wektorze przestrzennym. Następnie pokazano ich związki z rodzina pośrednich przekształtników macierzowych oraz bezpośrednich przekształtników macierzowych. Krótko omówiono rozszerzone obwody przekształtników macierzowych oraz zaprezentowano nową topologie jednokierunkowego trójpoziomowego przekształtnika macierzowego. W ten sposób wykazano topologiczne związki pomiędzy przekształtnikami, co prowadzi do adaptacyjnej metody modulacji. To umożliwia czytelnikowi, znającemu metodę modulacji wektora przestrzennego dla przekształtników z obwodem pośredniczącym prądu lub napięcia stałego, proste zapoznanie się z prezentowaną nową metoda modulacji. W pracy następnie przeprowadzono porównanie koncepcji przekształtników, z uwzględnieniem zasady działania, charakterystyk wynikających z topologii, złożoności i sprawności, stosowanych układów sterowania. Poza tym, na przykładzie przekształtnika stosowanego w typowych układach napędowych z regulowaną prędkością (obejmujące także wytwarzanie momentu hamującego dla prędkości równej zero), została obliczona niezbędna powierzchnia krzemu w przyrządach półprzewodnikowych, dla przyjętej maksymalnej dopuszczalnej temperatury złącza. W konkluzji artykułu przedstawiono propozycję dalszych badań w dziedzinie przekształtników macierzowych.

13

Zastosowanie czterogałęziowych falowników PWM z modulacją sinusoidalną do budowy przekształtników DC/AC i AC/AC z sinusoidalnym napięciem wyjściowym 50/400 Hz

Żochowski K., Szumińska U., Frydlewicz A.

Gospodarka Paliwami i Energią

|

2003

|

nr 7

22-26

14

Wysokoczęstotliwościowy przekształtnik AC/AC z jednostkowym wejściowym współczynnikiem mocy

Bogdan A.

Jakość i Użytkowanie Energii Elektrycznej

|

2001

|

T. 7, z. 1

139-143

PL

W artykule przedstawiono właściwości przekształtnika z wysokoczęstotliwościowym równoległym obwodem rezonansowym, sterowanego metodą gęstości impulsów, przełączanego przy zerowym napięciu, który zasilany jest ze źródła napięciastałego lub przemiennego. Zobrazowano sposób stabilizacji drgań obwodu rezonansowego przy zasilaniu ze źródeł napięcia stałego i przemiennego. Prezentowane wyniki uzyskane zostały drogą symulacji cyfrowych, które wykazały, że istnieje możliwość budowy systemu zasilania z wysokoczęstotliwościowym obwodem rezonansowym zasilanym ze źródeł napięcia stałego i przemiennego. Przekształtnik wejściowy nie pobiera z sieci mocy biernej ponieważ jego prąd wejściowy praktycznie jest sinusoidalny i ma taką samą fazę jak napięcie. Podstawowy problem, jaki stanowi stabilizacja drgań obwodu rezonansowego przy zasilaniu ze źródła napięcia przemiennego, został rozwiązany poprzez zastosowanie dodatkowego filtra pojemnościowego. Wyniki symulacji pokaza�y, że sterowanie przekształtnika metodą gęstości impulsów zapewnia właściwy kształt prądu wejściowego w stanach statycznych i dynamicznych. Prezentowany przekształtnik może być stosowany w praktyce jako kompresor lub filtr aktywny.

EN

Properties of the current sources parallel resonant DC to AC converter controlled by means of pulse density and switched at zero voltage are presented. Method of stabilisation of the resonant circuit oscillations in the case of supplying it from CD or AC source is described. Presented results were obtained using computer simulations. Computer simulation shown there is possibility to construct supply systems with high frequency resonance circuit fed from AC or DC sources. As the current received from the sources is practically sinusoidal and in phase with the voltage, the converter is not reactive power load for supply network. The main problem relevant to the resonant voltage iscillation, when the system is supplied from the AC source, was solved by the means of additional capacitance filter. Simulation shows that the pilse mudulation method of control ensures adequate input current shape in the steady and transient states of regulation. This system may be applied in practice as a power compensator or as an active filter.