Induction motor drive based on vector control technique and active power factor correction for the three-phase rectifier systems using the three-level converters

• Autorzy: Promnigon, Gontapon , Obma, Jagraphon , Prathepha, Krittanon , Uthathip, Narongkorn , Chaiduangsri, Nuttapon , Sa-ngiamvibool, Worawat

Warianty tytułu

PL

Napęd silnika indukcyjnego oparty na technice sterowania wektorowego i korekcji współczynnika mocy czynnej dla trójfazowych układów prostownikowych z wykorzystaniem przekształtników trójpoziomowych

• Języki publikacji: EN

Abstrakty

EN

This paper presents a comparison of the modulation methods of space vector power control in combination with a Vienna three-phase rectifier using two control methods: 1. Power Control 2. Current Control There are three modulations tested: 1. Pulse width modulation using a phase-shifted triangle signal 2. Modulating pulse width with a shifted triangle signal 3. Pulse width modulation by vector and d-q axis control is also used to stabilize the distortion of the input current and DC output voltage. The pulse width modulation method with a phase-shifted triangle signal was discovered to have a total input current distortion of as low as 2.28 percent, and the DC output can be stabilized at 800 VDC with a rated power of 10 kW. All results were obtained from the programs MATLAB and the test suites DSP. The simulation confirmed the effectiveness of control and modulation for the design and selection of suitable methods for the Vienna three-phase rectifiers.

PL

W artykule przedstawiono porównanie metod modulacji wektora przestrzennego sterowania mocą w połączeniu z wiedeńskim prostownikiem trójfazowym przy użyciu dwóch metod sterowania: 1. Sterowanie mocą 2. Sterowanie prądem Testowane są trzy modulacje: 1. Modulacja szerokości impulsu z wykorzystaniem fazy -sygnał z przesuniętym trójkątem 2. Modulacja szerokości impulsu z przesuniętym sygnałem trójkąta 3. Modulacja szerokości impulsu za pomocą sterowania wektorowego i osi d-q jest również wykorzystywana do stabilizacji zniekształceń prądu wejściowego i napięcia wyjściowego DC. Odkryto, że metoda modulacji szerokości impulsu z przesuniętym w fazie sygnałem trójkątnym powoduje całkowite zniekształcenie prądu wejściowego na poziomie zaledwie 2,28 procent, a napięcie wyjściowe prądu stałego można ustabilizować na poziomie 800 VDC przy mocy znamionowej 10 kW. Wszystkie wyniki uzyskano z programów MATLAB oraz zestawów testowych DSP. Symulacja potwierdziła skuteczność sterowania i modulacji przy projektowaniu i doborze odpowiednich metod dla wiedeńskich prostowników trójfazowych.

Słowa kluczowe

PL

napęd; silnik indukcyjny; przekształtnik trójpoziomowy

EN

pulse width modulation; phase-shifted triangle signal; current control; d-q control; pulse

• Czasopismo: Przegląd Elektrotechniczny
• Rocznik: 2023
• Tom: R. 99, nr 3
• Strony: 232--235
• Opis fizyczny: Bibliogr. 20 poz., rys., tab.

Twórcy

autor

Promnigon, Gontapon

• Faculty of Engineering Mahasarakham University, Tambon Khamriang, Kantharawichai District, Maha Sarakham 44150 Thailand

autor

Obma, Jagraphon

• Faculty of Engineering, Rajamangala University of Technology ISAN Khonkaen Campus, Khonkaen 40000, Thailand

autor

Prathepha, Krittanon

• Faculty of Engineering, Mahasarakham University, Tambon Khamriang,Kantharawichai District, Maha Sarakham 44150 Thailand

autor

Uthathip, Narongkorn

• Faculty of Engineering, Mahasarakham University, Tambon Khamriang,Kantharawichai District, Maha Sarakham 44150 Thailand

autor

Chaiduangsri, Nuttapon

• Faculty of Engineering, Mahasarakham University, Tambon Khamriang,Kantharawichai District, Maha Sarakham 44150 Thailand

autor

Sa-ngiamvibool, Worawat

• Faculty of Engineering, Mahasarakham University, Tambon Khamriang, Kantharawichai District, Maha Sarakham 44150 Thailand,

Bibliografia

• [1] Hari Charan Nannam,Atanu Banerjee,IEEE, “A Detailed Modeling and Comparative Analysis of Hysteresis Current Controlled Vienna Rectifier and Space Vector Pulse Width Modulated Vienna Rectifier in Mitigating the Harmonic Distortion on the Input Mains ”, 2018 IEEE International Conference on Industrial Engineering and Engineering Management (IEEM) 2018
• [2] June-Seok Lee,Kyo-Beum Lee,IEEE, “Carrier-Based Discontinuous PWM Method for Vienna Rectifiers”, IEEE Transactions on power Electronics 2015
• [3] Li Zhang,Rui Zhao,Ping Ju,Chuanhao Ji,Yuhang Zou,Yan Ming,Yan Xing, “A Modified DPWM With Neutral Point Voltage Balance Capability for Three-Phase Vienna Rectifiers”,IEEE, IEEE Transactions on Power Electronics 2021
• [4] Boning Wu,Zhiqiang Gao,Xuesong Zhou,Youjie Ma,Chenglong Wang, “Research and Simulation of DC Microgrid Three-Phase AC-DC Converter Control Strategy Based on Double Loop”, IEEE, IEEE Access 2020
• [5] Mahdi Ashabani,Yasser A.-R.I. Mojtaba Mirsalim,Mohammand Aghashabani, “Multivariable Droop Control of Synchronous Current Converters in Weak Grids/Microgrids With Decoupled dq-Axes Currents”, IEEE, IEEE Transactions on Smart Grid 2015
• [6] Bo Shuang,Zi-Qiang Zhu, “A Novel Method for Estimating theHigh Frequency Incremental DQ-Axis and Cross-Coupling Inductances in Interior Permanent Magnet Synchronous Machines”,IEEE, IEEE Transactions on Industry Applications 2021
• [7] Ruirui Chen,Jiahao Niu, Handong Gui, “Modeling,Analysis,and Reduction of Harmonics in Paralleled and Interleaved Three-Level Neutral Point Clamped Inverters With Space Vector Modulation”,IEEE, IEEE Transactions on Power Electronics 2020
• [8] Vinoth Jayakumar,Bharatiraja Chokkalingam,Josiah Lange Munda, “Performance Analysis of Multi-Carrier PWM and Space Vector Modulation Techniques for Five-Phase Three-Level Neutral Point Clamped Inverter”,IEEE, IEEE Access 2022
• [9] A.Karthik,Umanand Loganathan, “ A Simple Dual Three-Level Inverter Topology With Improved Fault Tolerance”, IEEE, IEEE Journal of Emerging and Selected Topics in Power Electronics 2021
• [10] Vinod B.R.,Baiju M.R., “Space Vector based DTC scheme fora 3-Level inverter realized by cascading two 2-Level inverters”, IEEE, 2016 IEEE 1st International Conference on Power Electronics, Intelligent Control and Energy Systems (ICPEICES) 2016
• [11] M.T.Shah,P.N. Tekwani , “Generalized current control scheme for unity power factor two-level and three-level bi-directionalfront-end power converters : An approach for multi-level front-end converters”,IEEE, 8th IET International Conference on power Electronics,Machines and Drives (PEMD 2016)
• [12] J.Kalaiselvi,K.Rama Chandra Sekhar,S.Srinivas, “Common mode voltage elimination PWMs for a dual two-level VSI with single inverter switching”, IEEE, 2012 IEEE International Symposium on Industrial Electronics 2012
• [13] Ricardo Carrano,Diego Passos ,Luiz Magalhaes, “An Exact Model of the Neighbor Discovery Time for Schedule-Based Asynchronous Duty Cycling”,IEEE, IEEE Wireless Communications Letters 2013
• [14] Kuo-Kai Shyu,Yun-Jen Chiu,Po-Lei Lee, “Adaptive SSVEP-Based BCI System With Frequency and Pulse Duty-Cycle Stimuli Tuning Design”, IEEE, IEEE Transactions on Neural Systems and Rehabilitation Engineering 2013
• [15] Xing Liu,Dan Wang,Zhouhua peng, “A Computationally Efficient Fcs-MPC Method without Weighting Factors for NNPCs With Optimal Duty Cycle”,IEEE, IEEE/ASME Transactions on Mechatronics 2018
• [16] Pengyu Zhang,Liang Shen,Tailai Wen, “Vector Phase Symmetry for Stable Hyperbola Detection in Ground-Penetrating Radar Images”,IEEE,IEEE Transaction on Geoscience and Remote Sensing 2022
• [17] Benjamin M.Zaidel,Ralf R. MULLER,Aris L.Moustakas, “Vector Precoding for Gaussian MIMO Broadcast Channels: Impact of Replica Symmetry Breaking”,IEEE,IEEE Transactions on Information Theory 2012
• [18] Federica Poli,Enrico Coscelli,Annamaria Cucinotta, “Single-Mode Propagation in Yb-Doped Large Mode Area Fibers With Reduced Cladding Symmetry”,IEEE, IEEE Photonics Technology Letters 2014
• [19] Tomasz Bałkowiec,(2017) “Three-Phase Rectifier Dedicated to DC Traction Substation”, Przeglad Elektrotechniczny 1(9):43-47
• [20] Sarfaroz DOVUDOV,Mikhail DUNAEV, Anastasia ZHIRAVETSKA, Oleksandr PLAKHTII,Rustam Yunusov, and Murodbek SAFARALIEV,(2022) “ Analysis and comparison of energy indices of dc-dc pulseconverters”, Przeglad Elektrotechniczny,1(6):101-105.

Uwagi

Opracowanie rekordu ze środków MNiSW, umowa nr SONP/SP/546092/2022 w ramach programu "Społeczna odpowiedzialność nauki" - moduł: Popularyzacja nauki i promocja sportu (2024).

Identyfikatory

DOI

10.15199/48.2023.03.41