Preferencje help
Widoczny [Schowaj] Abstrakt
Liczba wyników

Znaleziono wyników: 21

Liczba wyników na stronie
first rewind previous Strona / 2 next fast forward last
Wyniki wyszukiwania
Wyszukiwano:
w słowach kluczowych:  multilevel converters
help Sortuj według:

help Ogranicz wyniki do:
first rewind previous Strona / 2 next fast forward last
EN
The main goal of this paper is to present a five-level converter with the feature of output voltage boosting capability. Thanks to its modular construction and single DC source usage, 5LCHB converter becomes an important alternative for two-level converters operating with DC-DC converters that use bulky inductors. Furthermore, model predictive control (MPC) method is presented, which allows for boosting output voltage of presented converter while providing three-phase load current control and flying capacitor voltage stabilization. The last section describes a 5kVA laboratory model of five-level hybrid converter interfacing RL load and shows experimental results confirming theoretical analysis derived in previous sections.
EN
The modular multilevel converter (MMC) is a well-known solution for medium and high voltage high power converter systems. This paper deals with energy balancing of MMCs. The analysis includes multi-converter systems. In order to provide clear view, the MMC control system is divided into hierarchical levels. Details of control and balancing methods are discussed for each level separately. Finally, experimental results, based on multi-converter test setup, are presented.
EN
Multilevel converters have been intensively investigated and developed since 1960s and have found successful industrial applications. The aim of this paper is to present state of the art as well as recent research and applications of cascaded multilevel converters, which are a very interesting solution for power distribution systems and renewable energy sources. Cascaded multilevel converters can easily operate at medium and high voltage based on the series connection of power modules (cells), which use standard low-voltage component configurations. Series connections of modules (cells) allow for high quality output voltages and input currents, reduction of passive components and availability of component redundancy. Due to these features the cascaded multilevel converters have been recognized as attractive solutions for high-voltage direct-current (HVDC) transmission, solid state transformers (SST) and photovoltaic (PV) systems.
PL
W artykule przedstawiono problematykę związaną z realizacją zintegrowanego napędu przekształtnikowego średniego napięcia 3,3 kV, dużej mocy. Charakterystyczne dla tego napędu jest to, że w jednej obudowie zintegrowano silnik indukcyjny klatkowy z dwoma przekształtnikami: sieciowym – AC/DC i silnikowym DC/AC oraz dławik sieciowy. Dzięki temu, w zwartej konstrukcji, uzyskano układ napędowy, który zastępuje klasyczny silnik klatkowy i umożliwia: płynną regulację prędkości obrotowej w pełnym zakresie, pracę napędu w czterech ćwiartkach układu współrzędnych moment-prędkość oraz zachowanie quasi-sinusoidalnego prądu sieci przy współczynniku mocy bliskim jedności. Dodatkowo wykonanie tego napędu w obudowie przeciwwybuchowej umożliwia jego stosowanie w środowisku zagrożonym wybuchem. W artykule omówiono właściwości i topologię przekształtnika, wybrane zagadnienia związane z konstrukcją i budową oraz wybrane wyniki badań laboratoryjnych prototypowego zintegrowanego napędu o mocy 850 kW. Wyniki badań uzyskano dla pracy napędu przy rożnych prędkościach obrotowych w stanie napędzania i hamowania.
EN
The paper presents a selected aspects of practical realization of medium voltage 3.3 kV, Power electronic high power drive. The main feature of presented drive is integration (in one casing) squirrel cage induction motor, two converters (the AFE converter (AC/DC), motor inverter (DC/AC)) and the line chokes. This leads to construction the compact drive which can replace classical squirrel cage induction motor and Allowi additionally: adjustable speed control in full range, operation as a motor or as a generator, quasi-sinusoidal line currents and power factor close to one. Additionally explosion proof construction of the drive ensures possibility of operation of the drive in potentially explosive environments. Construction and topology of converter used in the drive is presented in the paper. Selected problems related to construction and assembling the drive are described. Features of the drive and selected results of operation of the integrated drive (850 kW) are detailed described in the paper. These results cover operation of the drive at different speed levels in operations in motoring and regenerative breaking modes and results of thermal tests.
EN
This paper presents a multilevel cascaded H-bridge 5-level converter with boosting capability. The standard solution for boosting voltage in power electronic devices is based on a DC-DC converter with a bulky inductor. However, inductor is a problematic component of a power electronic converter because usually it has to be individually designed and produced for every device and also because its size and weight do not allow for compact construction. This paper presents model predictive control (MPC) method that gives boosting capability for the presented converter. A novel contribution of this paper is the development of a predictive model of the converter and cost function enabling output current control and capacitor voltage balancing.
PL
W artykule omówione zostały wybrane zagadnienia związane z budową i sterowaniem przekształtnika 3-poziomowego z diodami poziomującymi, przeznaczonego do integracji z silnikiem indukcyjnym klatkowym. Przekształtnik ten docelowo przeznaczony jest dla napędów zasilanych z sieci 3,3 kV. Założono, że przekształtnik ma zapewniać regulację prędkości obrotowej silnika przy równoczesnej możliwości zwrotu energii do sieci zasilającej. Następnie omówiono wybrane zagadnienia związane z projektem i konstrukcją przekształtnika przeznaczonego do integracji z silnikiem klatkowym. Przy rozwiązywaniu zagadnień konstrukcyjnych posłużono się opracowanym modelem termicznym przekształtnika. W dalszej części artykułu przedstawiono zagadnienia związane ze sterowaniem przekształtnika i stabilizacją napięć obwodu pośredniczącego. Działanie przekształtnika zilustrowano wynikami badań symulacyjnych w programie Gecko- CIRCUITS i wynikami badań modelu laboratoryjnego przekształtnika (1000V / 250 kW).
EN
In this paper a medium voltage three-level neutral-point clamped converter designated to integration with high power induction motor is investigated. Particularly design and control aspects are underlined. This converter is predestined to electric drives supplied from 3.3 kV line. It is assumed that the converter Allowi controlling motor speed with the possibility of regenerating braking energy into the grid. Details of design aspects of such converter are given in the paper. The next topic given in the paper corresponds to power loss model which results allow optimizing the converter cooling system. Furthermore, the converter control system assuring DC-link voltage balancing is described. The operation of the converter is illustrated with simulation results obtained in GeckoCIRCUITS simulator and verified by the experimental results obtained with a NPC converter downscaled model (1000V/250 kW).
7
Content available remote Three-level four-leg flying capacitor converter for renewable energy sources
EN
This paper presents operation of the four-leg three-level flying capacitor converter interfacing renewable energy source with the grid. Such solution gives possibility to eliminate dy transformer typically used in the three-leg converter based solutions. The four-leg converter with proposed control method enables work in association of electrical grid disturbances (e.g. sags and undervoltages) by switching all legs separately to standalone or grid connected mode of operation, what allows for energy transfer between them. In this paper all possible operation modes are discussed and shown. The described control method is modification of well-known voltage oriented control (VOC) based on the proportional resonant controllers. Such control algorithm makes possible to treat each leg of four-leg converter as independent single-phase converter. Simulation study presents good performance and verified validity of the proposed solution.
PL
Artykuł prezentuje badania symulacyjne trójpoziomowego czterogałęziowego przekształtnika z kondensatorami o zmiennym potencjale sprzęgającego odnawialne źródło energii z siecią elektroenergetyczną. Rozwiązanie takie daje możliwość eliminacji transformatora dy używanego przy najczęściej stosowanym układzie bazującym na przekształtniku trójgałęziowym. Artykuł wykazuje, że przekształtnik czterogałęziowy z proponowaną metodą sterowania pozwala na pracę podczas zaburzeń sieci elektroenergetycznej poprzez indywidualne przełączanie poszczególnych gałęzi do pracy autonomicznej lub sieciowej.
8
EN
This paper shows an application of three-level Flying Capacitor Converter in an AC-DC-AC system interfacing a wind turbine. Modulation, Maximum Power Point Tracking issues are discussed. Experimental results are shown with conclusions.
PL
W artykule przedstawiono aplikację trójpoziomowego przekształtnika z kondensatorami o zmiennym potencjale w układzie AC-DC-AC w zastosowaniu do turbiny wiatrowej podłączonej do sieci energetycznej. Omówione zostało zagadnienie modulacji dla przekształtnika oraz śledzenia punktu mocy maksymalnej. Przedstawiono wyniki eksperymentalne wraz z wnioskami.
PL
W artykule opisano model laboratoryjny i wyniki badań dwukierunkowego symetrycznego (ang. Back-to-Back) przekształtnika 4L-DC (ang. Four Level Diode Clamped) z dwukierunkowym dwustopniowym przetwarzaniem energii (połączenie typu ang. Back-To-Back). W celu równoważenia i regulacji napięć kondensatorów w obwodzie pośredniczącym układu zastosowano dwa trójpoziomowe przerywacze DC-DC sterowane synchronicznie metodą modulacji PO-PWM (ang. Phase Opposition PWM). Opisano algorytm modulacji 2P-PWM (ang. Two phase PWM) wykorzystany do kształtowania przebiegów prądów wejściowych oraz napięć wyjściowych przekształtnika. Zaproponowano zmodyfikowany algorytm regulatora typu Dead-Beat użytego w torze regulacji prądów wyjściowych przekształtnika sieciowego.
EN
The design and control of 4L-DC back-to-back converter are presented. To solve the DC link voltage balancing problem in four-level converter a new three-level double chopper topology based on PO-PWM modulation was designed and successfully tested. The paper also contains descriptions of two phase pulse width modulation 2P-PWM technique. The control structure with modified Dead-Beat controller was also considered.
PL
W artykule scharakteryzowano trzy rodzaje modulacji szerokości impulsów dla czteropoziomowego przekształtnika z diodami poziomującymi 4L-DCC: modulację dwufazową (2P-SVPWM), trójfazową (3P-SVPWM) oraz bazującą na koncepcji wektorów wirtualnych (VSVPWM). Algorytmy modulacji zrealizowano z wykorzystaniem funkcji kształtu elementu trójkątnego. Opisano mechanizmy równoważenia napięć w obwodzie pośredniczącym bazujące na redundantnych stanach falownika oraz scharakteryzowano możliwości kompensacji nierównomierności rozkładu napięć w obwodzie pośredniczącym.
EN
A comparison of three kind of PWM modulation (2P-SVPWM, 3P-SVPWM and VSVPWM) for 4-level diode-clamped converter is presented. Each PWM algorithm's implementation is based on the shape function of triangle element. Relating to proposed modulations OC-linl voltage balancing methods are also considered. The balancing methods are based on redundant states of the converter. The analysis an algori/hm compensation ability of capacitors voltage f/uctuation was made and atlached. (Two-phase SVPWM, three-phase SVPWM and VSVPWM modulation algorithm implementation for 4-level diode-clamped converter).
PL
W artykule opisano budowę nowego układu równoważenia napięć w obwodzie pośredniczącym czteropoziomowego przekształtnika 4L-DCC (ang. Four Level Diode Clamped Converter) oraz zaproponowano dwa alternatywne algorytmy modulacji szerokości impulsów – modulację PD-PWM (ang. Phase Disposition PWM) oraz PO-PWM (ang. Phase Opposition PWM). Zawarto rozważania dotyczące realizacji układu regulacji napięć kondensatorów obwodu pośredniczącego.
EN
A new DC voltage balancing circuit for 4L-DCC converter are presented. Two proposed alternate pulse width modulation implementation Phase Disposition PWM and Phase Opposition PWM are discussed. The concept of feedback control loop is also considered. (Control and construction of multilevel DC voltage balancing circuit for 4L-DCC converter).
12
Content available remote Badanie 27-poziomowego falownika kaskadowego
PL
Artykuł przedstawia topologię 27-poziomowego przekształtnika kaskadowego. W ramach pracy opisano sposób modulacji przekształtnika. Przedstawiono wyniki badań symulacyjnych i laboratoryjnych oraz podsumowano zalety i wady badanej topologii.
EN
This article presents a 27-level cascaded converter topology. Within this paper a modulation strategy and results of simulation as well as laboratory model verification has been presented. Finally, the article summarizes advantages and disadvantages of the studied topology.
PL
W artykule określono ograniczenia algorytmu sterowania dotyczącego przekształtników wielokomórkowych w odniesieniu do wartości współczynnika wypełnienia sygnału sterującego impulsowaniem poszczególnych elementów półprzewodnikowych oraz w odniesieniu do liczby komórek. Dowiedziono, że nie dla wszystkich wartości liczby komórek N, balansowanie napięć na kondensatorach jest prawidłowe, przez co liczba komórek nie może być dowolna. W artykule przedstawiono wyniki analizy, badań symulacyjnych oraz laboratoryjnych.
EN
The multicell converters are the multilevel converters classified as a Flying Capacitor Converters. However some numbers of cells and some values of control signal  have influence on improper levels of this capacitors voltages what can damage the converter because of semiconductors overvoltage. The article shows which numbers of cells and what control signal values are forbidden. The results of computation of transient processes and laboratory measurements are given.
14
Content available remote The active-SNPC multilevel converter and its total loss balancing
EN
The paper is focused on the numerical calculation of total losses in each power device of 3L-SNPC (Stacked-NPC) and 3L-ASNPC (Active-SNPC) converters for a STATCOM application. The modulation functions and the conduction/switching intervals are elaborated in order to calculate the losses. These functions are specific for each power device depending on the structure’s type and on the PWM strategy. The obtained results for conduction currents (average and RMS values) are validated using PSIM simulations.
PL
Artykuł przedstawia obliczenia numeryczne strat w przekształtnikach 3L-SNPC i 3L-ASNPC stosowanych w STATCOM. Funkcja modulacji i okres przełączania są uwzględnione w obliczeniach strat. Te funkcje są różne dla różnych urządzeń zależnie od struktury przekształtnika. Otrzymane wyniki były sprawdzone przy wykorzystaniu symulacji PSIM.
15
Content available remote New Multilevel Converter for Industrial Medium-Voltage Applications
EN
In the paper the operation and the features of a new three-level (3L) converter for industrial medium-voltage application are presented. The proposed topology was named 3L-ASNPC (Active-Stacked-NPC). The main advantage of 3L-ASNPC converter is the reducing of the average switching frequency for all power devices. In the same time, the apparent switching frequency of the output voltage is naturally doubled. Experimental and simulation results are shown in order to validate the proposed structure and the analysis of the switching states.
PL
W artykule opisano zasadę działania i właściwości nowego trójpoziomowego przekształtnika (3L) do przemysłowych zastosowań średniego napięcia. Proponowana topologia została nazwana 3L-ASNPC (Active-Stacked-NPC). Główną zaletą proponowanego przekształtnika jest redukcja średniej częstotliwości przełączania dla wszystkich urządzeń elektrycznych. Równocześnie pozorna częstotliwość przełączania napięcia wyjściowego jest w sposób naturalny podwajana. W celu potwierdzenia poprawności działania zaproponowanej struktury i analiz stanów przełączników przedstawiono wyniki eksperymentów i symulacji.
16
Content available remote Modulation Functions and Conduction Intervals of 3L-NPC and 3L-ANPC Converters
EN
The paper is focused on the numerical calculus of total losses in each power device of 3L-NPC and 3L-ANPC converters. Due to the symmetry of the structures the conduction and switching losses have been calculated only for half of power devices. Different modulation functions have been elaborated in order to calculate the conduction losses. These are specific for each power device depending on the structure's type and on the PWM strategy. The obtained results for conduction currents (average and RMS values) have been validated using PSIM simulations.
PL
Artykuł dotyczy numerycznych obliczeń strat całkowitych w każdym elemencie mocy trójpoziomowego przemiennika typu NPC i ANPC. Z uwagi na symetrię struktur, straty przewodzenia i przełączania obliczono tylko dla połowy elementów mocy. Rożne funkcje modulujące zostały opracowane w celu obliczeń strat przewodzenia. Są one specyficzne dla każdego elementu mocy i zależą od typu struktury i wyboru strategii sterowania PWM. Uzyskane rezultaty dla prądów przewodzenia (średnie i skuteczne wartości) zostały potwierdzone symulacjami w programie PSIM.
17
Content available remote A Study of The Balancing Process in Multicell ac/ac Converter
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).
18
Content available remote Przekształtniki wielopoziomowe typu FLC do zastosowań trakcyjnych
PL
Artykuł omawia problemy związane z załączaniem wielopoziomowego przekształtnika z tzw. kondensatorami o zmiennym potencjale (Flying Capacitor Converter) do źródła napięcia zasilającego, jak również metodę stabilizacji napięć na kondensatorach poziomujących – w stanach skokowej zmiany tego napięcia. W artykule podano wyniki badań symulacyjnych dla trzech układów przekształtników oraz wyniki badań eksperymentalnych, wykonanych dla przekształtnika z wielopoziomowym sterownikiem napięcia stałego.
EN
This article presents aspects of switching-on of the multilevel FLC (Flying Capacitor Converter) converter to the supply source. The method of the stabilization of the voltage across the leveling capacitors during step change of the value of this voltage has also been presented. The paper includes result of simulation of three types of converters compared to results of experimental tests made for converter witch multilevel DC chopper.
EN
The paper is related to the problem of creating stepped waveforms by use the generalized Fourier series. This method can be applied especially in power electronics as a tool permitting to reach AC voltage waveforms approximated to the sine wave shape. This novel approach to the synthesis of AC voltage waveforms is based on Fourier series of orthogonal functions set. Applying analytical methods and expressions given in the paper it is possible to define such optimal parameters of the waveform in order to receive the lowest harmonics content. The presented mathematical tool is very useful in designing structures and control algorithms of multilevel converters.
EN
The paper is related to the problem of generating the high quality AC voltage waveforms using multilevel converters. This technique can be applied especially in the distributed power energy systems with renewable DC voltage sources like photovoltaic farms and fuel cells. A novel approach to the synthesis of AC voltage waveforms, applying analytical methods like Fourier transform and Haar wavelets is presented. The analysis of the obtained waveforms is presented as well as examples of chosen parameter optimisation. The comparison of modulation methods and their impact on converter topology is discussed.
PL
W wielu zastosowaniach, takich jak systemy energetyki rozproszonej lub urządzenia zasilania bezprzerwowego, podstawowym wymaganiem jest dostarczanie do odbiorników sinusoidalnego napięcia o częstotliwości 50 Hz, charakteryzującego się niską zawartością harmonicznych. Napięcie dostarczane ze źródeł prądu stałego takich jak akumulatory, systemy fotowoltaiczne czy ogniwa paliwowe jest przetwarzane na napięcie przemienne za pomocą przekształtników energoelektronicznych. Jakość przebiegów generowanych przez te urządzenia, w szczególności zaś współczynnik zawartości wyższych harmonicznych THD (Total Harmonic Distortion), powinny odpowiadać odpowiednim standardom. Typowym rozwiązaniem problemu przekształcania energii elektrycznej jest dwupoziomowy przekształtnik energoelektroniczny (VSI - Voltage Source Inverter), sterowany metodą modulacji szerokości impulsów (PWM - Pulse Width Modulation). Ta metoda kształtowania przebiegów ma dobrze znane niedogodności związane z wysoką częstotliwością przełączeń łączników, takie jak straty mocy w łącznikach półprzewodnikowych oraz potrzeba stosowania dodatkowych filtrów w celu eliminacji z przebiegów wyjściowych składowych wysokiej częstotliwości. Niedogodności te mogą być znacznie zmniejszone przy zastosowaniu przekształtników wielopoziomowych sterowanych metodą modulacji amplitudy. Referat prezentuje nowe metody formowania przebiegów schodkowych falowników wielopoziomowych. Rozdział 1 przedstawia propozycję rozwiązania zagadnienia aproksymacyjnego polegającego na aproksymacji funkcji f(x)=sin(x) za pomocą ciągu funkcji gn(x) opisujących impulsy prostokątne. Parametry tego ciągu określono wykorzystując współczynniki Fouriera szeregu ortogonalnego funkcji gn(x). W rozdziale 2 przeanalizowano spektra harmonicznych przebiegów napięcia schodkowego generowanego w ten sposób i poszukano optymalnego, w sensie minimalnej zawartości wyższych harmonicznych (THD), kształtu takiego przebiegu dla falownika trójpoziomowego. Wykazano, że stosując proponowane metody optymalizacyjne można uzyskać znaczące zmniejszenie współczynnika THD (z 31,09 % do 20,40 %). Rozdział 3 poświęcony został wykorzystaniu nowego narzędzia matematycznego, jakim jest transformata falkowa, do syntezy przebiegów schodkowych. Opisano pierwsze przekształcenie falkowe Haara, a następnie przeanalizowano możliwości wykorzystania dyskretnej odwrotnej transformaty falkowej do syntezy przebiegów przemiennych przekształtników wielopoziomowych.
first rewind previous Strona / 2 next fast forward last
JavaScript jest wyłączony w Twojej przeglądarce internetowej. Włącz go, a następnie odśwież stronę, aby móc w pełni z niej korzystać.