Control and modulation methods of Voltage Source Converter (VSC) have been presented in the paper. Model of VSC with three value transistor branch state function is introduced to describe operation of VSC. Predictive-corrective control method of VSC system is presented. Two variants of Space Vector PWM methods for VSC system are developed. Algorithm of cancelation of negative influence of dead time on the AC voltages is implemented in the proposed modulation methods. Correctness of introduced method is validated by simulation and experiment investigations.
High Voltage Direct Current (HVDC) systems has been an alternative method of transmitting electric power from one location to another with some inherent advantages over AC transmission systems. The efficiency and rated power carrying capacity of direct current transmission lines highly depends on the converter used in transforming the current from one form to another (AC to DC and vice versa). A well-configured converter reduces harmonics, increases power transfer capabilities, and reliability in that it offers high tolerance to fault along the line. Different HVDC converter topologies have been proposed, built and utilised all over the world. The two dominant types are the line commutated converter LCC and the voltage source converter VSC. This review paper evaluates these two types of converters, their operational characteristics, power rating capability, control capability and losses. The balance of the paper addresses their applications, advantages, limitations and latest developments with these technologies.
3
Dostęp do pełnego tekstu na zewnętrznej witrynie WWW
This paper investigates control structure for grid connected three-phase two-level Voltage Source Converter (VSC) under distorted grid voltage conditions. Grid voltage is distorted by balanced and unbalanced voltage dips and higher harmonics. To address the problem, the control structure of converter is presented. The control system is a modification of Voltage Oriented Control (VOC) based on Dual Vector Current Controllers (DVCC). Grid synchronization under distorted voltage is achieved by employing Phase Locked Loop (PLL). Simulation and experimental results, which illustrate properties of proposed system, are presented.
4
Dostęp do pełnego tekstu na zewnętrznej witrynie WWW
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.
5
Dostęp do pełnego tekstu na zewnętrznej witrynie WWW
In this paper the well-known voltage and current DS-link converter systems, used to implement an AC/AC converter, are initially presented. Using this knowledge and their space vector modulation methods we show their connection to the family of Indirect Matrix Converters and then finally the connection to direct Matrix Converters. Abrief discussion of extended Matrix Converter circuits is given and a new unidirectional three-level Matrix Converter topology is proposed. This clearly shows the topological connections of the converter circuits that directly lead to an adaptability of the modulation methods. These allow the reader who is familiar with space vector modulation of voltage and current DS-link converters to simply incorporate and identify new modulation methods. A comparison of the converter concepts, with respect to their fundamental, topology-related characteristics, complexity, control and efficiency, then follows. Furthermore, by taking the example of a converter that covers a typical operation region in the torque-speed plane (incl. holding torque at standstill), the necessary silicon area of the power semiconductors is calculated for a maximum junction temperature. This paper concludes with proposal for subjects of further research in the area of Matrix Converters.
PL
W artykule na początku przedstawiono dobrze znane systemy przekształtników z obwodem pośredniczącym prądu i napięcia stałego, wykorzystywane do budowy przekształtników typu AC/AC oraz metody modulacji bazujące na wektorze przestrzennym. Następnie pokazano ich związki z rodzina pośrednich przekształtników macierzowych oraz bezpośrednich przekształtników macierzowych. Krótko omówiono rozszerzone obwody przekształtników macierzowych oraz zaprezentowano nową topologie jednokierunkowego trójpoziomowego przekształtnika macierzowego. W ten sposób wykazano topologiczne związki pomiędzy przekształtnikami, co prowadzi do adaptacyjnej metody modulacji. To umożliwia czytelnikowi, znającemu metodę modulacji wektora przestrzennego dla przekształtników z obwodem pośredniczącym prądu lub napięcia stałego, proste zapoznanie się z prezentowaną nową metoda modulacji. W pracy następnie przeprowadzono porównanie koncepcji przekształtników, z uwzględnieniem zasady działania, charakterystyk wynikających z topologii, złożoności i sprawności, stosowanych układów sterowania. Poza tym, na przykładzie przekształtnika stosowanego w typowych układach napędowych z regulowaną prędkością (obejmujące także wytwarzanie momentu hamującego dla prędkości równej zero), została obliczona niezbędna powierzchnia krzemu w przyrządach półprzewodnikowych, dla przyjętej maksymalnej dopuszczalnej temperatury złącza. W konkluzji artykułu przedstawiono propozycję dalszych badań w dziedzinie przekształtników macierzowych.
6
Dostęp do pełnego tekstu na zewnętrznej witrynie WWW
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.
7
Dostęp do pełnego tekstu na zewnętrznej witrynie WWW
The future for wind power generation in Germany is offshore wind energy. The preferred concept for power transmission over long distances from the offshore wind farm to the mainland is the High Voltage Direct Current (HVDC) power transmission. In this paper a new transmission koncept based on HVDC is presented.
The paper presents a different way for a power quality conditioning. The different way means parallel connection of the sinusoidal voltage source with the network, therefore it is possible to "isolate" load from source and vice versa. Described conditioner makes possible to get: i) sinusoidal source current; ii) reactive power compensation; iii) load voltage stabilization; iv) balanced source in conditions of the unbalanced load (in 3-phase networks). As a sinusoidal voltage source in 3-phase network, the four level cascade based Voltage Source Converter (VSC) has been used. The effectiveness of the Voltage Source Power Line Conditioners (VPLC) is carefully outlined, while the systems general performance and flexibility are intensively investigated. To confirm results of the theoretical analysis some experimental results were presented.
PL
W artykule opisano inny sposób poprawy jakości energii. Inny sposób oznacza tutaj równolegle połączenie z siecią źródła napięcia sinusoidalnego w wyniku czego możliwa jest "izolacja" obciążenia od sieci i vice versa. Opisany kondycjoner umożliwia uzyskanie: i) sinusoidalnego prądu sieci; ii) kompensacji mocy biernej; iii) stabilizacji napięcia na obciążeniu; iv) symetryzacji sieci w przypadku niesymetrycznego obciążenia (w sieciach 3-fa-zowych). Jako źródło napięcia sinusoidalnego, w sieciach 3-fazowych, wykorzystano kaskadowy czteropoziomowy falownik VSI. W artykule zbadano skuteczność Napięciowego Kondycjonera Energii (VPLC) oraz opisano jego podstawowe właściwości. Wyniki analizy teoretycznej zostały poparte wynikami badań eksperymentalnych.
JavaScript jest wyłączony w Twojej przeglądarce internetowej. Włącz go, a następnie odśwież stronę, aby móc w pełni z niej korzystać.