Zagadnienia projektowe jednofazowych inwerterów napięcia w układach UPS

• Autorzy: Rymarski, Z.

Warianty tytułu

EN

The design hints for single phase voltage inverters dedicated for UPS systems

• Konferencja: Krajowa Konferencja Elektroniki. 6 ; 11-13.06.2007 ; Darłówko Wschodnie, Polska
• Języki publikacji: PL

Abstrakty

PL

Projekt inwertera napięcia przeznaczonego do systemów UPS należy zacząć od analizy widma napięciowego sygnału prostokątnego na wyjściu stopnia mocy (sygnał PWM-AC) w celu doboru typu modulatora PWM. Następnie wylicza się parametry filtru LC, tak aby sygnał wyjściowy inwertera pracującego w stanie ustalonym spełniał wymagania normy IEEE-519. Dla przybliżonego ciągłego modelu inwertera, na podstawie analizy impedancji wyjściowej inwertera pracującego ze sprzężeniem zwrotnym dobiera się typ regulatora. Ostatecznie wyliczane są parametry cyfrowego układu regulacji dla dyskretnego modelu inwertera wykorzystując metodę "Coefficient Diagram Method". Przedstawiono wpływ impedancji obciążenia na własności dynamiczne projektowanego inwertera. Stałą czasową (w metodzie CDM) inwertera pracującego z zamkniętą pętlą sprzężenia zwrotnego dobrano w celu uzyskania dostatecznej odporności układu na zmiany impedancji obciążenia.

EN

The design of an inverter dedicated for a UPS system begins with the analysis of the PWM-AC voltage spectrum. Output filter parameters are calculated to meet the requirements of the IEEE-519 standards for the steady state inverter mode. The discussion of the inverter output impedance in comparison to the type of controller is based on the continuous model of the inverter. Finally, the parameters of the digital controller for the discrete inverter model are computed using the Coefficient Diagram Method. The influence of the load impedance on the dynamic properties of the inverter is presented. The time constant of the inverter closed loop system is selected to ensure sufficient system robustness.

Słowa kluczowe

PL

inwerter napięcia; modulacja PWM; widmo sygnału; impedancja wyjściowa; metoda CDM; parametry pasożytnicze

EN

Digital Power Electronics; voltage inverter; PWM; signal spectrum; output impedance; coefficient diagram method; parasitic parameters

• Czasopismo: Elektronika : konstrukcje, technologie, zastosowania
• Rocznik: 2007
• Tom: Vol. 48, nr 11
• Strony: 40-41
• Opis fizyczny: Bibliogr. 15 poz., wykr.

Twórcy

autor

Rymarski, Z.

• Politechnika Śląska, Instytut Elektroniki, Gliwice

Bibliografia

• [1] Rymarski Z.: Amplitude Control In Single-Phase Inverters. International Conference on Signals and Electronic Systems IC-SES'06, September 17-20, 2006, Łódź, Poland, pp. 331-334.
• [2] Kim J., Choi J., Hong H.: Output LC filter design of voltage source inverter considering the performance of controller. PowerCon 2000, 4-7 December 2000, pp. 1659-1664, vol. 3.
• [3] Ryu B., Kim J., Choi J., Choi C.: Design and analysis of output filter for 3-phase UPS inverter. PCC Osaka 2002, 2-5 April 2002, pp. 941-946, vol. 3.
• [4] Dahono P. A., Purwadi A., Qamaruzzaman: An LC filter design method for single-phase PWM inverters. Intern. Conf. on Power Electr. and Drive System 1995, pp. 571-576, vol. 2.
• [5] Van der Broeck H. W., Miller M.: "Harmonics in DC to AC converters of single phase uninterruptible power supplies", INTELEC'95. 17th International 29 Oct.-1 Nov. 1995, pp. 653-658.
• [6] Van der Broeck H. W.: Analytical calculation of the harmonic effects of single phase multilevel PWM inverters. Industrial Electronics Society IECON'03, 2-6 Nov. 2003 pp. 243-248, vol. 1.
• [7] Rymarski Z.: PWM-AC Signal Quality In Sinusoidal Inverters. International Conference on Signals and Electronic Systems IC-SES'06, September 17-20, 2006, Łódź, Poland, pp. 335-338.
• [8] Dewan S. B., Ziogas P. D.: Optimum Filter Design for a Single-Phase Solid-State UPS System. IEEE Transactions on Industry Applications, vol. IA-15, no 6. November/December 1979.
• [9] Kusko A., Galler D., Medora N.: Output impedance of PWM UPS inverter-feedback vs. filters. Industry Applications Society Annual Meeting 1990, 7-12 Oct. 1990, pp. 1044-1048, vol. 2.
• [10] Kawamura A., Haneyoshi T., Hoft R. G.: Deadbeat controlled PWM inverter with parameter estimation using only voltage sensor. IEEE Transactions on Power Electronics, vol. 3, Issue 2, April 1988 pp. 118-125.
• [11] Haneyoshi T., Kawamura A., Hoft R. G.: Waveform compensation of PWM inverter with cyclic fluctuating loads. IEEE Transactions on Industry Applications, vol. 24, Issue 4, July-Aug. 1988, pp. 582-589.
• [12] Manabe S.: Coefficient Diagram Method. 14th IFAC Symposium on Automatic Control in Aerospace, pp. 199-210, 1998.
• [13] Manabe S.: Importance of coefficient diagram in polynomial method. 2003. Proceedings. 42nd IEEE Conference on Decision and Control, 9-12 Dec. 2003, pp. 3489-3494, vol. 4.
• [14] Grega W.: Metody i algorytmy sterowania cyfrowego w układach scentralizowanych i rozproszonych. Uczelniane Wydawnictwa Naukowo-Dydaktyczne AGH w Krakowie, 2004.
• [15] Kawamura A., Chuarayapratip R., Haneyoshi T.: Deadbeat control of PWM inverter with modified pulse patterns for uninterruptible power supply. IEEE Transactions on Industrial Electronics, Volume 35, Issue 2, May 1988, pp. 295-300.