W artykule przedstawiono system energoelektroniczny pozwalający na badania transformatorów i dławików średniej częstotliwości przeznaczonych do systemów przetwarzania energii z wykorzystaniem przekształtników energoelektronicznych. Przedmiotem badań mają być właściwości i parametry transformatorów oraz dławików, których rdzeń został zbudowany w oparciu o nowoczesne materiały magnetyczne, w tym nanokrystaliczne. Stanowisko umożliwia regulację wartości skutecznej i częstotliwości napięcia wyjściowego w zakresie do 20 kHz i amplitudzie prądu wyjściowego do 200 A.
EN
The article presents an electronic power system that allows testing of medium frequency transformers and chokes designed for energy conversion systems using power electronic converters. The object of research is to be the properties and parameters of transformers and chokes whose core has been built based on modern magnetic materials, including nanocrystalline ones. The stand allows adjustment of the effective value and frequency of the output voltage in the range up to 20 kHz and the amplitude of the output current up to 200 A.
W pierwszej części niniejszego artykułu została przedstawiona topologia jednołącznikowego tranzystorowego falownika napięciowego klasy E w zastosowaniu do nagrzewania indukcyjnego. Omówiono fazy (takty) jego pracy ze specjalnym uwzględnieniem pracy optymalnej. Podano założenia projektowe układu i obliczenia parametrów elektrycznych oraz przykładowe przebiegi czasowe prądów i napięć w falowniku otrzymane poprzez symulacje w programie IsSpice. W części drugiej artykułu zaprezentowano koncepcje układów sterowania falownika, który powinien zapewniać pracę w warunkach bliskich optymalnym, ich weryfikacje na podstawie badań symulacyjnych, zastosowany układ rozruchowy falownika, opis kilku bloków układu sterowania oraz przebiegi otrzymane w zbudowanym modelu falownika.
EN
The first part of this paper presents the topology of a single-switch voltagefed class E transistor inverter applied to induction heating. The modes of its operation with special emphasis on optimum operation have been discussed. The design assumptions and calculations of electrical parameters as well as sample waveforms of currents and voltages in the inverter obtained through simulations in the IsSpice have been presented. The second part of the paper includes: the concepts of the inverter control system, which should provide operation in conditions close to the optimum, their verification on the basis of simulation tests, soft-start system of the inverter, description of some control system blocks and the waveforms obtained experimentally in the model of the inverter.
3
Dostęp do pełnego tekstu na zewnętrznej witrynie WWW
W artykule omówiono pracę optymalną jednołącznikowego tranzystorowego falownika klasy E do nagrzewania indukcyjnego. Przedstawiono wykresy najważniejszych parametrów falownika w zależności od wartości elementów obwodu rezonansowego. Są nimi względny czas przewodzenia tranzystora, względna częstotliwość jego przełączania oraz względne warto ści maksymalnego napięcia na tranzystorze, maksymalnego prądu tranzystora oraz mocy falownika. Podane wyniki uzupełniono o przykładowe przebiegi czasowe prądów i napięć w falowniku otrzymane zarówno na podstawie analizy matematycznej, jak i poprzez symulacje w programie Spice. Przedstawiono również koncepcję układu sterowania falownika, który powinien zapewniać pracę w warunkach bliskich optymalnym.
EN
The optimum operation of a single-switch class E inverter for induction heating has been discussed in the paper. The graphs of the most important inverter parameters as a function of the values of the resonant circuit elements are shown. These parameters are: relative conduction time of the transistor, relative switching frequency, and relative values of the maximum voltage across the transistor, maximum transistor's current arid power of the inverter. The results presented have been illustrated with some current and voltage waveforms obtained on the basis of mathematical analysis as well as using Spice simulations. An idea of a control circuit has also been discussed, which should ensure nearly optimum operation of the inverter.
W artykule przedstawiono wektorowy falownik napięciowy zaprojektowany w Instytucie Automatyki Politechniki Łódzkiej przeznaczony do badań laboratoryjnych silników synchronicznych z magnesami trwałymi. Główną cechą prezentowanego urządzenia jest możliwość elastycznej konfiguracji jednostki sterującej wyposażonej zarówno w mikrokontroler z rdzeniem ARM, jak również układ rekonfigurowalny FPGA. Dzięki takiemu rozwiązaniu uzyskano możliwość testowania algorytmów sterowania implementowanych zarówno w układach sekwencyjnych (mikrokontrolery), jak również w układach programowalnych (FPGA). Zaletą urządzenia jest możliwość synergicznego podziału realizacji algorytmu pomiędzy te dwie obecnie najpowszechniej wykorzystywane architektury obliczeniowe. Opisano specjalnie zaprojektowany układ pomiarowy napięcia wyjściowego falownika. To autorskie rozwiązanie pozwala nie tylko zmniejszyć wymagania co do parametrów podzespołów analogowych użytych do budowy toru pomiarowego, ale również w znaczący sposób odciążyć jednostkę obliczeniową układu sterującego. W artykule omówiono przyjęte założenia projektowe oraz algorytmy działania urządzenia. Zamieszczono również wybrane przebiegi w charakterystycznych stanach pracy układu.
EN
The paper presents a power converter designed in the Institute of Automatic Control Lodz University of Technology intended for laboratory tests PMSM motors. The main feature of the presented device is the ability to flexibly configure the control unit that contains both the ARM microcontroller core and the reconfigurable FPGA system. Thanks to this solution one has possibility of testing the drive control algorithms intended for use in both the sequential circuits (MCUs), as well as programmable circuits (FPGA). Advantage is the possibility of synergistic implementation of the algorithm, the division between the two currently most widely used computing architectures. Describes the specially designed true output voltage measurement system. This proprietary solution allows not only to reduce the demands on the performance of analog components used in the construction of the measuring circuit, but also significantly relieve the unit of account by the control system. The paper contains a discussion of the assumptions and algorithms design performance. It also provides selected waveforms in typical operating conditions of the system.
5
Dostęp do pełnego tekstu na zewnętrznej witrynie WWW
W artykule przedstawiono wektorowy falownik napięciowy zaprojektowany w Instytucie Automatyki Politechniki Łódzkiej, przeznaczony do badań laboratoryjnych silników synchronicznych z magnesami trwałymi. Główną cechą prezentowanego urządzenia jest możliwość elastycznej konfiguracji jednostki sterującej wyposażonej zarówno w mikrokontroler z rdzeniem ARM, jak również układ rekonfigurowalny FPGA. Dzięki takiemu rozwiązaniu uzyskano możliwość testowania algorytmów sterowania napędami przeznaczonymi zarówno do stosowania w układach sekwencyjnych (mikrokontrolery), jak również w układach programowalnych (FPGA). Zaletą urządzenia jest możliwość synergicznego podziału realizacji algorytmu pomiędzy te dwie obecnie najpowszechniej wykorzystywane architektury obliczeniowe. Opisano specjalnie zaprojektowany układ pomiarowy napięcia wyjściowego falownika. To autorskie rozwiązanie pozwala nie tylko zmniejszyć wymagania co do parametrów podzespołów analogowych użytych do budowy toru pomiarowego, ale również w znaczący sposób odciążyć jednostkę obliczeniową układu sterującego. W artykule omówiono przyjęte założenia projektowe oraz algorytmy działania urządzenia. Zamieszczono również wybrane przebiegi w charakterystycznych stanach pracy układu.
EN
The paper presents a power converter designed in the Institute of Automatic Control Lodz University of Technology intended for laboratory tests PMSM motors. The main feature of the presented device is the ability to flexibly configure the control unit that contains both the ARM microcontroller core and the reconfigurable FPGA system. This solution achieved the possibility of testing the drive control algorithms intended for use in both the sequential circuits (MCUs), as well as programmable circuits (FPGA). Advantage is the possibility of synergistic implementation of the algorithm, the division between the two currently most widely used computing architectures. Describes the specially designed true output voltage measurement system. This proprietary solution allows not only to reduce the demands on the performance of analog components used in the construction of the measuring circuit, but also significantly relieve the unit of account by the control system. The paper contains a discussion of the assumptions and algorithms design performance. It also provides selected waveforms in typical operating conditions of the system.
JavaScript jest wyłączony w Twojej przeglądarce internetowej. Włącz go, a następnie odśwież stronę, aby móc w pełni z niej korzystać.