Ograniczanie wyników
Czasopisma help
Autorzy help
Lata help
Preferencje help
Widoczny [Schowaj] Abstrakt
Liczba wyników

Znaleziono wyników: 51

Liczba wyników na stronie
first rewind previous Strona / 3 next fast forward last
Wyniki wyszukiwania
Wyszukiwano:
w słowach kluczowych:  matrix converter
help Sortuj według:

help Ogranicz wyniki do:
first rewind previous Strona / 3 next fast forward last
EN
This paper presents an analysis and simulation studies of three-phase matrix converter with GaN HEMT bidirectional switches with predictive control of grid currents and converter output currents. Two methods of grid currents shaping are described and compared. The first method is based on calculations of instantaneous grid reactive power and the second one uses the active power of the load. The analyzed converter works with the resistive-inductive load, and from the grid side the LC filter with damping resistor has been used.
2
Content available remote Application of GaN HEMT as a bidirectional switch in matrix converter
EN
This paper presents a study of the GaN HEMT as a bidirectional switch. The considerations were conducted for the purpose of application of bidirectional switch in a matrix converter. Semi-soft 4-step commutation method was analysed and laboratory tested on the 2-phase to 1-phase converter to verify all the possible commutation processes which occur in a matrix converter. The problem of wrong sign of current detection and output current interruption has also been raised.
PL
Artykuł przedstawia badania GaN HEMT jako łącznika dwukierunkowego. Rozważania były prowadzone w celu zastosowania łącznika dwukierunkowego w przekształtniku matrycowym. Metoda 4-krokowej półmiękkiej komutacji została przeanalizowana i przebadana laboratoryjnie na przekształtniku 2-fazowym na 1-fazowy, który odwzorowuje wszystkie procesy komutacyjne w przekształtniku matrycowym. Został również poruszony problem błędnej detekcji znaku prądu wyjściowego oraz jego przerwania.
EN
It is difficult to diagnose a three-phase matrix converter using a mathematical model, because a matrix converter consists of nine switches with various nonlinear factors. Since a neural network does not require any mathematical system model, it is a suitable technique for fault classification in matrix converters. In this manuscript, a fault diagnostic system for three-phase to three-phase matrix converters using a neural network is proposed to detect a fault and identify its location. The proposed diagnostic system can detect faults using just one phase current waveform which is very efficient in terms of cost of sensors and system complexity. This method was evaluated using simulation and experimental data sets in two scenarios. The results confirm that in different normal and abnormal situations the system achieves performance levels in excess of 98%.
EN
This paper presents an innovative device for reactive power compensation based on direct energy conversion (matrix converter – MC). The entire device consists of a transformer, a multiphase converter and a polygon-connected capacitive load. The authors have developed a converter control method, which enables the transfer and manipulation of the nature of reactive power flowing through the MC. The reactive power output is controlled by adjusting the capacitors’ operating frequency, and its nature is controlled by changing the converter control sequence. The device enables the output’s quick and stepless (continuous) adjustment. Its arrangement eliminates the risk of network resonances which may occurring during reactive flow changes.
PL
W artykule zaprezentowano nowatorskie urządzenie do kompensacji mocy biernej bazujące na bezpośredniej konwersji energii (przekształtnik macierzowy – PM). Urządzenie w całości składa się z transformatora, wielofazowego przekształtnika i obciążenia pojemnościowego połączonego w wielobok. Autorzy opracowali sposób sterowania przekształtnika, który pozwala na transfer i manipulowanie charakterem mocy biernej płynącej przez PM. Zmiana wartości wydawanej mocy biernej dokonywana jest poprzez zmianę częstotliwości pracy kondensatorów, a zmiana charakteru wydawanej mocy biernej poprzez zmianę sekwencji sterowania przekształtnikiem. Urządzenie pozwala na szybką i bezstopniową (ciągłą) zmianę wartości wydawanej mocy oraz nie jest zagrożone wystąpieniem rezonansów sieciowych.
EN
The main objective of this paper is to present the performance analysis of the oriented flux control of an induction motor associated with a matrix converter. A polynomial technique of RST type is used for speed control. As for the control of internal current loops, the technique used is based on the nonlinear approach. Overall, the proposed feedback law is asymptotically stable, which is shown in the context of the Lyapunov theory. The design of the control laws by the backstepping technique has been detailed while taking account of the non-linearities in the design phase of the control system. The objective is to obtain a good transient response and a good capacity of rejection of charge disturbance. The induction motor incorporating the proposed control techniques (RST-Backstepping) has been successfully implemented in numerical simulation using Matlab/Simulink under different operating conditions where the static and dynamic responses of the system are evaluated. It can be seen that the proposed control technique provides good speed monitoring performance. For internal loops, overall stability is ensured and the proposed approach presents good robustness to the uncertainties of the system parameters.
PL
W artykule zaprezentowano analizę właściwości sterowania silnikiem indukcyjnym za pośrednictwem przetwornika macierzowego. Zastosowano wielomianową technikę RST do sterowania prędkością. Do sterowania pętlą prądową zastosowano metodę nieliniową. Zaproponowane sprzężenie zwrotne jest asymtotycznie stabilne w konteksście teorii Lapunova. Numeryczne symulacje wykazały skuteczność zaproponowanej metody.
EN
This article presents a study of an AC voltage stabilizer based on a three-phase hybrid transformer combined with a matrix converter. The proposed solution is used to control AC voltage amplitude and phase shift. By adjustment of these voltage parameters we can reduce the effects of overvoltage, voltage dips or lamp flicker. Such negative phenomena are very significant, particularly from the perspective of the final consumer and sensitive loads connected to the power network. Often the voltage in the power system can be adjusted using a mechanical or thyristor controlled regulator, which in a stepwise manner switches the taps of the electromagnetic transformer. The method for obtaining continuous control of the voltage magnitude and phase shift with the use of a conventional transformer with two output windings and a matrix converter is presented in this paper. The operating principles, mathematical model and properties of the proposed voltage stabilizers are discussed in this paper. The main part of the article will be devoted to the mathematical model which is based on an averaged equation. Computer simulation results are presented and compared with the results of a mathematical study.
PL
W pracy wykonano analizę zastosowania wielofazowego Przekształtnika Macierzowego (PM) do budowy Przesuwnika Fazowego (PS). Analizę przeprowadzono przy pomocy technik symulacyjnych oraz pomiarów wykonanych na sześciofazowym modelu przekształtnika zbudowanym w laboratorium. Zaprezentowano trzy podstawowe schematy kontroli oraz ich związek z własnościami PM. Poza zdolnością przesuwnika fazowego do zmiany transferu mocy czynnej, interesujący jest wpływ urządzenia na transmisję mocy biernej co pokazano w artykule. Nowo pokazane właściwości PM pozwalają na budowę PS o większych możliwościach kontroli Systemu ElektroEnergetycznego (SEE) niż obecnie dostępne urządzenia. Możliwości różnych wariantów sterowania PM, oraz duża prędkość reakcji bazującego na nim PS będą niewątpliwie przydatne w kontroli stanów dynamicznych pracy SEE (stanach po zaburzeniowych) np. do szybkiej likwidacji kołysań generatorów czy regulacji rozpływu mocy.
EN
Nowadays, in modern power systems there is a tendency to build more and more dispersed energy sources, to increase their transmission abilities and to increase their size. Parallel to these actions, the requirements regarding the quality of the delivered energy and system reliability are also increased. These changes required the new solutions to system control in both static and dynamic states of work to be implemented. The paper includes the analysis of the application of the multiphase Matrix Converter (MC) to the development of the phase shifting device. The analysis was performed not only on the basis of the simulation, but also on the basis of the waveforms obtained from the real life model constructed in the laboratory. The relationships between the device control algorithms and the properties of the built on their basis phase shifting device were thoroughly investigated. Some of the described properties of the MC are not only connected to its ability to influence active power flow in the power line, but also to its impact on reactive power transmission. For three developed control procedures, the reactive power flow control was investigated for MC working as a voltage source inverter on inductive load. The capabilities of alternative control procedures and short device reaction times can be useful not only for power flow control, but also during system dynamic states for example to fast dumping of the system oscillations. The research is the continuation of the previously published work, and its next step will include the solution to the MC commutation problems and the implementation of the MC based shifting device to the already build model of the multi-node power system.
PL
W artykule zostały omówione układy przemienników częstotliwości bez magazynu energii prądu stałego, z przekształtnikiem matrycowym, który jest zasilany ze źródła prądowego. Omówione zostały zależności napięciowe, w postaci charakterystyk wzmocnienia napięciowego, dla układów: przekształtnika matrycowego prądu, matrycowo-reaktancyjnych przemienników częstotliwości typu buck-boost II i boost.
EN
In this article the frequency converters without DC energy storage and with the matrix converter fed by a current source are discussed. The voltage relations in the form of static characteristics of voltage gain are presented for three converters: current source matrix converter, matrixreactance frequency converter with buck-boost II and boost topology.
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.
PL
W artykule przedstawiono i porównano właściwości szeregowego kompensatora napięcia przemiennego bazującego na bezpośrednim przekształtniku matrycowym dla trzech metod sterowania „in-phase”, „pre-fault” oraz „energy-optimal”. Zostały wyznaczone podstawowe zależności matematyczne i charakterystyki statyczne opisujące zakres kompensacji. Ponadto pokazano wyniki badań symulacyjnych w celu potwierdzenia poprawności kompensacji.
EN
This paper presents the properties of serial AC voltage compensator based on direct matrix converter for three control methods: in-phase, pre-fault and energy-optimal. In Article has been defined basic mathematical relationships and static characteristics describing the range of voltage compensation. The simulation results are also presented in order to confirm the correctness of the compensation.
EN
The article shows a new field of application for the matrix converter (MC) as the interconnecting device between the high speed, permanent magnet generator and the grid. The converter works under the developed control algorithm based on a so called ‘area based’ approach. The device consists of a converter, a transformer (or transformers) and filters and is supposed to substitute or revolution decreasing gear box or DC link based power electronic converter. Several structures, including multiphase structures (3, 12 phase) were investigated and their properties were assessed using the results of Matlab Simulink based simulations. The simulations were performed using the standard Simulink models and the developed, simplified permanent magnet motor model. The results were very satisfactory, i.e. input waveforms distortions, output current and machine torque ripples were at acceptable levels for the multiphase structures and high frequency input. The waveform distortions were found to be a function of input frequency and the number of phases in the conversion device, but the structure of the converter was limited to a 12x12 structure for 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. Przekształtnik jest sterowany za pomocą skonstruowanego jednookresowego algorytmu kontroli – jednego z algorytmów należących do klasy algorytmów obszarowych. W proponowanym urządzeniu, które składa się z transformatora (transformatorów), filtrów oraz przekształtnika, MC ma zastąpić przekładnię mechaniczną lub przekształtnik AC-DC-AC. Podstawowe symulacje obejmujące część elektryczną mikroturbiny (generator, przekształtnik, transformator, filtry) wykonano w programie MATLAB/Simulink. W ramach pracy na podstawie symulacji oceniano wpływ rozmiaru struktury MC (3-, 12-fazowa) na pracę generatora z magnesami trwałymi (składowa zmienna momentu elektrycznego) oraz poziom zniekształceń napięć i prądów. Zniekształcenia, które były funkcją rozmiaru struktury MC oraz prędkości obrotowej generatora, uznano za akceptowalne i łatwe do odfiltrowania dla struktury 12x12. Większych struktur nie rozpatrywano, gdyż koszt takich urządzeń byłby nieuzasadniony.
EN
This paper presents an analysis of the application of a multi-phase matrix converter (PM) based device as a phase shifter (PS). The analysis was conducted using simulation techniques and measurements performed on a six-phase converter model built in a laboratory. Three basic control schemes and their relation to PM properties are presented. In addition to the phase shifter’s ability to change active power transfer, the device’s impact on reactive power transmission was also shown in the paper. Newly assessed PM properties permit the construction of a PS with higher power system control capacity than with currently available devices. Capabilities of various variants of PM control and fast rate of response of the PS based on it, will undoubtedly be useful in the control of dynamic states of the power system operation (postdisturbance states), e.g. for rapid elimination of generator oscillations or power flow adjustment. This study is an extension of the phase shifter concept presented in previous years, and the continuation assumes the construction of a shifter model for use in an already developed at Cracow University of Technology power system model.
PL
W artykule została zaprezentowana analiza zastosowania wielofazowego przekształtnika macierzowego (PM) do budowy przesuwnika fazowego (PS). Analizę przeprowadzono za pomocą technik symulacyjnych oraz pomiarów wykonanych na sześciofazowym modelu przekształtnika zbudowanym w laboratorium. Zaprezentowano trzy podstawowe schematy kontroli oraz ich związek z własnościami PM. Poza zdolnością przesuwnika fazowego do zmiany transferu mocy czynnej interesujący jest wpływ urządzenia na transmisję mocy biernej, co ukazano w artykule. Nowo pokazane właściwości PM pozwalają na budowę PS o większych możliwościach kontroli systemu elektroenergetycznego (SEE) niż obecnie dostępne urządzenia. Możliwości różnych wariantów sterowania PM oraz duża prędkość reakcji bazującego na nim PS będą niewątpliwie przydatne w kontroli stanów dynamicznych pracy SEE (stanach pozaburzeniowych), np. do szybkiej likwidacji kołysań generatorów czy regulacji rozpływu mocy. Przedstawiona praca jest rozwinięciem koncepcji przesuwnika fazowego prezentowanego w poprzednich latach, a dalszy ciąg zakłada budowę modelu przesuwnika do zastosowania w wykonanym już modelu systemu elektroenergetycznego.
PL
W artykule przeanalizowano sterowanie przekształtnikami matrycowymi z zastosowaniem funkcji kształtu trójkątnego elementu skończonego. Bazując na właściwościach funkcji kształtu, zaproponowano nowy algorytm modulacji PWM dla dwumodułowych przekształtników matrycowych pozwalający na zwiększenie amplitudy napięcia wyjściowego oraz kształtowanie poprawnych i sinusoidalnych prądów wyjściowych w warunkach asymetrii napięć zasilających. Algorytm sterowania bazuje na reprezentacji napięć zasilających przekształtnika jako wektory wirujące na płaszczyźnie zespolonej.
EN
This paper analyzes the matrix converter control based on the triangular finite element shape functions. Additional, a new modulation strategy for modular matrix converter was presented. All proposed PWM modulation method allow to form correct and sinusoidal output currents under input voltage source unbalance condition.
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.
EN
Advanced power electronic converters can provide the means to control power flow and ensure proper and secure operation of the future power grid. The small electrical energy sources dispersed in electrical power systems referred to as distributed generation are one of the most significant parts of future grids - Smart Grids. The threephase, direct matrix converter is an alternative solution to the conventional AC-DC-AC converter for interfacing two AC systems in distributed power generation with different voltage and/or frequency parameters. This paper presents a control analysis of a threephase matrix converter employed as a power interface of future electrical grids. The proposed system has been successfully tested for bidirectional power flow operation with different grid operating conditions, such as, frequency and voltage variation.
EN
The matrix rectifier modulated by the classical space vector modulation (SVM) strategy generates common-mode voltage (CMV). The high magnitude and high du/dt of the CMV causes serious problems such as motor damage, electromagnetic noise and many others. In this paper, an improved SVM strategy is proposed by replacing the zero vectors with suitable couple of active ones that substantially eliminate the CMV. Theoretical analysis proves that the proposed strategy can reduce the amplitude of the CMV to half of the original value. In addition, the quality of the input and output waveforms is not affected by extra active vectors. Simulation and experimental results demonstrate the feasibility and effectiveness of the proposed strategy are shown.
17
Content available remote The Study of Implementation of Multiphase Matrix Converter in Power Systems
PL
Artykuł przedstawia właściwości wielofazowego (6,12,...faz) Przekształtnika Matrycowego w zastosowaniach sieciowych. Rolą Przekształtnika Matrycowego w systemie jest kontrola rozpływu mocy czynnej (urządzenia FACTS, kontrola faz napięć węzłowych) oraz konwersja częstotliwości dla przyłączania źródeł o zmiennej prędkości obrotowej oraz turbin szybkoobrotowych. W pracy zaproponowano układ sterowania oparty na metodzie polowej oraz określono właściwości konwertera (w tym rzeczywistego modelu) pracującego w tym systemie sterowania.
EN
The article shows the properties of the multiphase (6,12,...phases) Matrix Converter (MC) developed for power system applications. The MC is used to control active power flow (FACTS devices, node voltage control)as well as to interconnection variable frequency energy sources to the grid. The work included the development of the control technique based on area control approach as well as real life drive models and the research of their properties under proposed control.
PL
W artykule przedstawiono rozważania dotyczące metody syntezy napięć wielofazowego przekształtnika matrycowego z wykorzystaniem funkcji kształtu Wachspress’a oraz dwuwymiarowego elementu trójkątnego. Algorytm obliczenia współczynników wypełnień w modulacji szerokości impulsów sprowadzono do prostych operacji na współrzędnych wektorów. Metodę można zastosować do układów przekształtnikowych współpracujących z dowolnymi napięciami wejściowymi.
EN
The article presents a discussion on the methods of voltage synthesis of multiphase matrix converter using the Wachspress and twodimensional shape functions of finite element. Algorithm for calculating the duty cycle in pulse width modulation was reduced to simple operations on the coordinate of input and output vectors. The method can be used for power converters work with any input voltage.
19
EN
The conventional DC link converters and matrix converters are used for driving a Brushless DC motor with trapezoidal back electromotive force. This paper deals with design of matrix converter for BLDC motor with the objective of lowering supply current harmonics. A comparative study of conventional DC link converter and three phase matrix converter are presented. It is to be noted that the conventional converters with DC-link requires two stages of conversion, whereas a matrix converter, in a single stage drives a BLDC motor. The proper switching of the matrix converter is designed and presented in this paper. By employing matrix converter, the ac source current becomes nearly sinusoidal and total harmonic distortion gets very much reduced. A matrix converter fed BLDC motor is simulated in MATLAB Simulink and results are shown to validate the harmonic reduction. The hardware implementation of the matrix converter is also discussed in this paper.
PL
W artykule zaprezentowano project przekształtnika macierzowego zastosowanego do zasilania silnika bezszczotkowego BLDC. Porównanokonwencjonalny przekształtnik DC z przekształtnikiem macierzowym trójfazowym. Przedstawiono wyniki symulacji.
PL
W artykule przedstawiono realizację czterokrokowej komutacji prądu w przekształtniku matrycowym za pomocą układu CPLD firmy ALTERA. Wykonano badania empiryczne zależności zniekształcenia prądu wyjściowego przekształtnika matrycowego od długości kroku komutacji i wzmocnienia napięciowego. Badania wykonano w oparciu o laboratoryjny model przekształtnika typu podwójnego.
EN
The paper presents the implementation of the fourstep current commutation in matrix converter using the programmable ALTERA CPLD device. The dependence of the output current distortion on modulation parameters i.e. step length and voltage gain has been investigated empirically. The tests were done using a laboratory model of a double converter.
first rewind previous Strona / 3 next fast forward last
JavaScript jest wyłączony w Twojej przeglądarce internetowej. Włącz go, a następnie odśwież stronę, aby móc w pełni z niej korzystać.