Wyniki 1-10 spośród 14 dla zapytania: authorDesc:"Paweł SZCZEPANKOWSKI"

Nowa metoda bezpośredniej syntezy napięć w przekształtnikach matrycowych z zastosowaniem funkcji kształtu

Czytaj za darmo! »

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. Abstract. 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. (Multiphase voltage synthesis in matrix converter based on shape function of finite element) Słowa kluczowe: modulacja, przekształtnik matrycowy, funkcje kształtu Wachspress’a Keywords: modulation, matrix converter, Wachspress’ shape function Wstęp Przedstawiona praca jest kontynuacją badań nad zastosowaniem funkcji kształtu elementu skończonego w modulacji szerokości impulsów dla wielopoziomowych przekształtników DC-AC i stanowi rozszerzenie tematyki na bezpośrednie przemienniki częstotliwości, do których należą przekształtniki matrycowe [2,3]. Postęp w dziedzinie bezpośredniego przekształcania energii AC-AC rozpoczął się od koncepcji zaproponowanej przez Venturiniego oraz Alesinę. Wówczas do obliczenia współczynników wypełnień zastosowano niskoczęstotliwościową macierz przejścia. Podobną metodę zaproponowali Roy i April z tym, że współczynniki wypełnień wyznaczano na podstawie chwilowych wartości napięć fazowych [1,4,5] doprowadzonych do przekształtnika matrycowego. Celem artykułu nie jest jednak charakterystyka tych urządzeń ani szczegółowy przegląd metod ich sterowania. Prze[...]

Zastosowanie funkcji kształtu w sterowaniu przekształtnikami matrycowymi w warunkach asymetrii napięć zasilających DOI:10.12915/pe.2014.06.030

Czytaj za darmo! »

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. Abstract. 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. (Direct matrix converter control based on the triangular shape function of finite element under input voltage source unbalance condition). Słowa kluczowe: modulacja PWM, przekształtnik matrycowy, funkcje kształtu, przekształtnik dwumodułowy Keywords: PWM modulation, matrix converter, shape function, modular matrix converter doi:10.12915/pe.2014.06.30 Wstęp Strategie sterownia przekształtnikiem matrycowym (PM) przedstawionym na rysunku 1 można podzielić na trzy zasadnicze rodzaje [1-3]. Pierwszy rodzaj sterowania bazujący na koncepcji niskoczęstotliwościowej macierzy transformacji zawiera dwie metody sterowania: metodą Venturiniego (klasyczną oraz polepszoną) oraz metodę skalarną [4-6]. Drugą grupę sterowania tworzą metody z fikcyjnym obwodem pośredniczącym DC napięcia stałego. Istotną oraz ostatnią grupę w proponowanym podziale tworzą metody bazujące na koncepcji wektora przestrzennego [1-3]. Poza opisanym podziałem należy wymienić inne metody sterowania, do których należą sterowanie ślizgowe oraz metody predykcyjne [8], [9]. Tematem artykułu jest st[...]

Modulacja 3D-SVPWM z kompensacją napięcia niezrównoważenia i balansowaniem napięć DC dla czterogałęziowego falownika 3L-NPC

Czytaj za darmo! »

Przedstawiono realizację algorytmu modulacji napięcia 3D-SVPWM (ang. 3-Dimensional Space Vector Pulse Width Modulation) z kompensacją napięcia niezrównoważenia dla trójpoziomowego czterogałęziowego falownika 3L-NPC (ang. 3-Level Neutral-Point-diode-Clamped Converter). Do wyznaczania współczynników wypełnień w modulacji szerokości impulsów zastosowano liniowe funkcje kształtu czworościennego elementu skończonego z węzłami, których współrzędne zależą od chwilowej wartości napięcia niezrównoważenia. Rozważono również stabilizację napięć w obwodzie pośredniczącym. Abstract. A novel feed-forward 3D-SVPWM modulation algorithm of four legs 3L-NPC is presented. The voltage of unbalance compensation algorithm is the main advantage of proposed solution. The duty cycle calculation algorithm is based on linear shape functions of tetrahedron finite element. The FE nodes coordinates are calculated from voltage of unbalance value. The DC voltage balancing problem is also considered. (A novel 3D-SVPWM feed-forward modulation for three level four legs NPC converter). Słowa kluczowe: modulacja 3D-SVPWM, falownik 3L-NPC Keywords: 3D-SVPWM modulation, 3L-NPC converter Wstęp Algorytm modulacji szerokości impulsów stanowi najważniejszą część sterowania przekształtnika DC/AC [4,5,6,7,8,9]. Złożoność algorytmu pracy dla falowników czterogałęziowych wielopoziomowych typu NPC (ang. Neutral Point diode clamped Converter) ze sterowaniem rozpatrywanym w przestrzeni  zależy od przyjętych założeń pracy urządzenia, na przykład zastosowanie pojedynczego źródła zasilania dla całej sekcji kondensatorów obwodu DC wymusza stosowanie specjalnych algorytmów balansujących dla rozkładu napięć w obwodzie pośredniczącym [3,10,19]. Natomiast aby precyzyjnie formować napięcie fazowe obciążenia należy uwzględnić w modulacji chwilowe wartości napięć każdej sekcji aby skompensować wpływ nierównomiernego rozkładu napięć obwodu pośredniczącego na wielkości[...]

Realizacja modulacji bazującej na koncepcji wektorów wirtualnych z wykorzystaniem funkcji kształtu dla przekształtników trójpoziomowych NPC

Czytaj za darmo! »

W artykule opisano modulację szerokości impulsów bazującą na koncepcji wektorów wirtualnych z wykorzystaniem funkcji kształtu. Algorytmy modulacji PWM bazujące na funkcji kształtu są realizowane bez funkcji trygonometrycznych. Nieskomplikowana formuła wyznaczania wartości funkcji kształtu oraz jej właściwości pozwalają na efektywniejszą realizację obliczeń w procesorze oraz łatwiejszą implementację różnych algorytmów sterowania przekształtnikiem. Abstract. An implementation of Virtual Space Vector PWM based on simple shape functions is presented. Proposed algorithms are calculated without trigonometric functions. A simple formula of duty cycle calculation as a shape function of finite element is an efficient new calculating method in PWM algorithms. New approach allows realizing faster variety of modulation technique. (Implementation of Virtual Space Vector PWM based on shape functions). Słowa kluczowe: wektory wirtualne, funkcja kształtu, SVPWM, VSVPWM Keywords: virtual vectors, shape function, SVPWM, VSVPWM Wstęp Prace badawcze związane z topologiami wielopoziomowych przekształtników napięcia prowadzone są intensywnie od ponad trzech dekad. Nowe konstrukcje znajdują zastosowanie przede wszystkim w aplikacjach dużych mocy, średnich i wysokich napięć. W szczególności można wymienić aplikacje napędowe i rozwiązania polepszające jakość. W porównaniu z przekształtnikami dwupoziomowymi w urządzeniach wielopoziomowych wartość napięcia blokującego łącznika energoelektronicznego jest zredukowana, a napięcie wyjściowe falownika zawiera mniej wyższych harmonicznych. Jednakże wraz ze wzrostem liczby poziomów napięcia wyjściowego sterowanie przekształtnikiem staje się bardziej skomplikowane [9, 10, 11]. Podstawowym zadaniem realizowanym przez sterowanie przekształtnikiem 3L-NPC jest modulacja PWM najczęściej rozpatrywana w układach odniesienia  lub . Istotnym zadaniem realizowanym przez algorytm modulacji jest identyfikacja końca zada[...]

Estymacja napięcia niezrównoważenia w obwodzie pośredniczącym trójpoziomowego falownika NPC z wykorzystaniem obserwatora EKF

Czytaj za darmo! »

W artykule przedstawiono nowy algorytm estymacji napięcia niezrównoważenia w obwodzie pośredniczącym falownika 3L-NPC (ang. Three Level Neutral Diode-Clamped Converter) wykorzystujący rozszerzony filtr Kalmana. Algorytm może być wykorzystany do sterowania falownikiem bez czujnika napięcia w punkcie środkowym jak również może służyć do celów diagnostycznych czujnika polegających na porównaniu mierzonej wartości z estymowaną. W artykule zaprezentowano wyniki badań laboratoryjnych. Abstract. A new approach to estimate the voltage of unbalance in 3L-NPC dc-link is presented. The algorithm is based on Extended Kalman Filter and simple converter average model. Simulation and experimental results are given to show the validity of the proposed approach. The method can be applied as the voltage of unbalance sensor diagnostic procedure as well. (The voltage of unbalance estimation algorithm for three level neutral point converter). Słowa kluczowe: trójpoziomowy falownik napięcia, filtr Kalmana, estymacja, modulacja Keywords: three level converter, Kalman filter, estimation, modulation Wstęp Parametry obliczeniowe nowoczesnych procesorów DSP [6] (ang. Digital Signal Processor) i układów FPGA (ang. Field Programmable Gate Array) pozwalają na praktyczną realizację złożonych algorytmów sterowania bez ograniczenia zakresu podstawowej funkcjonalności urządzenia. Najczęstszym założeniem takiej realizacji sterowania jest ograniczenie liczby czujników pomiarowych i wprowadzenie na ich miejsce algorytmów estymacji wybranych zmiennych na podstawie bieżących pomiarów. Przykładem takiego działania może być sterowanie falownikiem trójpoziomowym, przestawionym na rysunku 1, bez pomiaru napięcia w punkcie środkowym na podstawie analizy prądów obciążenia [1, 2, 3]. Rys.1. Trójpoziomowy falownik napięcia 3L-NPC Podstawą proponowanych metod jest analiza i porównanie ze sobą wybranych harmonicznych prądu obciążenia i modelu oraz zastosowanie rekursywnych alg[...]

Zastosowanie funkcji kształtu elementu skończonego w modulacji szerokości impulsów na przykładzie modulacji dwufazowej z kompensacją napięcia niezrównoważenia w trójpoziomowym falowniku napięcia 3L-NPC

Czytaj za darmo! »

Przedstawiono problem modulacji napięcia jako problem wyznaczania współrzędnych punktu figury lub bryły geometrycznej. Do wyznaczenia współczynników wypełnień w modulacji szerokości impulsów zastosowano funkcje kształtu elementu skończonego. Wskazano zalety takiego podejścia i możliwości uogólnienia algorytmu modulacji. Opisano algorytm modulacji dwufazowej SVPWM z kompensacją oscylacji napięcia niezrównoważenia z jednoczesną stabilizacją rozkładu napięć. Przedstawiono algorytm stabilizacji rozkładu napięć na kondensatorach obwodu pośredniczącego bazujący na kryterium energetycznym. Zamieszczono wyniki badań symulacyjnych. Abstract. The modulation problem is discussed as a problem of geometric figure coordinates calculating. The shape functions based on feedforward modulation is presented. The proposed algorithm eliminates the influence of unbalance voltage on output currents in 3L-NPC. DC Voltage balancing method is based on minimum energy criteria is described also. The nodes’ coordinates calculating algorithm is also explained. The example simulation results were presented. (A new approach of feedforward modulation based on finite element’ shape functions for three level NPC converter). Słowa kluczowe: 3L-NPC, modulacja SVPWM, kompensacja, balansowanie napięć Keywords: 3L-NPC, SVPWM modulation, compensation, voltage balancing Wstęp Metoda elementów skończonych znajduje zastosowanie w rozwiązywaniu wielu zadań z różnych dziedzin nauki i techniki. MES (Metoda Elementów Skończonych) jest przybliżoną metodą numeryczną dla rozwiązań zagadnień, które można opisać poprzez równania różniczkowe z odpowiednimi warunkami brzegowymi. Badaną przestrzeń na przykład tarczę lub bryłę dzieli się na elementy skończone, które posiadają proste kształty, takie jak trójkąt, prostokąt, czworościan czy sześcian. Rys.1. Przykładowe elementy skończone: (a) element trójkątny (b) element prostokątny dwuwymiarowy czterowęzłowy (c) element trójwym[...]

Modulacja 3D-SVPWM dla przekształtników wielopoziomowych czterogałęziowych na bazie funkcji kształtu

Czytaj za darmo! »

Przedstawiono realizację algorytmu modulacji napięcia 3D-SVPWM (ang. 3-Dimensional Space Vector Pulse Width Modulation) dla trójpoziomowego czterogałęziowego przekształtnika 3L-NPC (ang. 3-Level Neutral-Point-diode-Clamped Converter). Do wyznaczania współczynników wypełnień w modulacji szerokości impulsów zastosowano liniowe funkcje kształtu czworościennego elementu skończonego. Proponowany algorytm modulacji nie jest ograniczony liniowym zakresem pracy falownika i można go rozszerzyć na większą liczbę poziomów napięcia. Zaproponowano algorytm stabilizacji rozkładu napięć w obwodzie pośredniczącym. Abstract. A novel 3D-SVPWM modulation algorithm of four legs 3L-NPC is presented. The duty cycle calculation algorithm is based on linear shape functions of tetrahedron finite element. The proposed approach is not limited to linear region of modulation and the algorithm can be adopted for any number of voltage levels. The DC voltage balancing problem is also considered. (A novel 3D-SVPWM modulation for three level four legs NPC converter). Słowa kluczowe: modulacja 3D-SVPWM, falownik 3L-NPC Keywords: 3D-SVPWM modulation, 3L-NPC converter Wstęp Postępujący rozwój techniki półprzewodnikowej, w szczególności elementów elektronicznych mocy oraz wyspecjalizowanych układów dyskretnych takich jak procesory DSP (ang. Digital Signal Processor) czy układy FPGA (ang. Field Programmable Gate Array), pozwala na coraz lepszą realizację sterowania wielopoziomowymi przekształtnikami napięcia [6, 7, 8]. Podstawową funkcją realizowaną przez przekształtniki jest modulacja szerokości impulsów PWM (ang. Pulse Width Modulation), zaś złożoność algorytmu modulacji zależy od rodzaju topologii, liczby poziomów napięcia wyjściowego i liczby faz. W ostatnich latach pojawiły się propozycje uniwersalnych algorytmów modulacji przeznaczonych dla różnych topologii przekształtników [2, 3, 4, 5]. Najczęściej wskazywaną przez autorów, zaletą proponowanych rozwiązań jest ł[...]

Charakterystyka wybranych właściwości modulacji 2P-SVPWM, 3P-SVPWM oraz VSVPWM dla falownika 4L-DCC

Czytaj za darmo! »

W artykule scharakteryzowano trzy rodzaje modulacji szerokości impulsów dla czteropoziomowego przekształtnika z diodami poziomującymi 4L-DCC: modulację dwufazową (2P-SVPWM), trójfazową (3P-SVPWM) oraz bazującą na koncepcji wektorów wirtualnych (VSVPWM). Algorytmy modulacji zrealizowano z wykorzystaniem funkcji kształtu elementu trójkątnego. Opisano mechanizmy równoważenia napięć w obwodzie pośredniczącym bazujące na redundantnych stanach falownika oraz scharakteryzowano możliwości kompensacji nierównomierności rozkładu napięć w obwodzie pośredniczącym. Abstract. A comparison of three kind of PWM modulation (2P-SVPWM, 3P-SVPWM and VSVPWM) for 4-level diode-clamped converter is presented. Each PWM algorithm’s implementation is based on the shape function of triangle element. Relating to proposed modulations DC-link voltage balancing methods are also considered. The balancing methods are based on redundant states of the converter. The analysis an algorithm compensation ability of capacitors voltage fluctuation was made and attached. (Two-phase SVPWM, three-phase SVPWM and VSVPWM modulation algorithm implementation for 4-level diode-clamped converter). Słowa kluczowe: PWM, SVPWM, VSVPWM, 4L-DCC, przekształtniki wielopoziomowe Keywords: PWM, SVPWM, VSVPWM, 4L-DCC, multilevel converters Wstęp Od ponad trzech dekad obserwuje się rozwój wielopoziomowych topologii, co między innymi przekłada się na wzrastającą liczbę aplikacji dużej mocy i średniego napięcia [1, 2]. Coraz powszechniejsze jest zastosowanie przekształtnikowych układów wielopoziomowych o wyjściu beztransformatorowym [3, 4]. Dąży się przy tym zarówno do uzyskania napięcia o małej zawartości wyższych harmonicznych, jak i do minimalizacji liczby elementów mocy. Realizacji i zastosowaniu układów o nowych topologiach i z coraz większą liczbą poziomów napięcia na wyjściu towarzyszą prace nad stworzeniem wydajnych technik modulacji szerokości impulsów [5, 6, 7]. Wraz ze wzroste[...]

Budowa i sterowanie układu równoważenia napięć w obwodzie pośredniczącym czteropoziomowego przekształtnika 4L-DCC

Czytaj za darmo! »

W artykule opisano budowę nowego układu równoważenia napięć w obwodzie pośredniczącym czteropoziomowego przekształtnika 4L-DCC (ang. Four Level Diode Clamped Converter) oraz zaproponowano dwa alternatywne algorytmy modulacji szerokości impulsów - modulację PD-PWM (ang. Phase Disposition PWM) oraz PO-PWM (ang. Phase Opposition PWM). Zawarto rozważania dotyczące realizacji układu regulacji napięć kondensatorów obwodu pośredniczącego. Abstract. A new DC voltage balancing circuit for 4L-DCC converter are presented. Two proposed alternate pulse width modulation implementation Phase Disposition PWM and Phase Opposition PWM are discussed. The concept of feedback control loop is also considered. (Control and construction of multilevel DC voltage balancing circuit for 4L-DCC converter). Słowa kluczowe: PO-PWM, PD-PWM, 4L-DCC, równoważenie napięć, przekształtniki wielopoziomowe Keywords: PO-PWM, PD-PWM, 4L-DCC, voltage balancing, multilevel converters Wstęp Wielopoziomowe topologie przekształtników bazujące na technologii IGBT umożliwiają praktyczną realizację falowników napięcia stosowanych w napędach w obszarze napięć średnich bez konieczności stosowania transformatorów [1,2]. Przykładem takiego rozwiązania jest czteropoziomowy przekształtnik z diodami poziomującymi 4L-DCC [3]. Obwód pośredniczący takiego przekształtnika zbudowany jest z trzech szeregowo połączonych kondensatorów, jednakże taka konstrukcja obwodu pośredniczącego nie gwarantuje równego rozkładu napięć w całym zakresie głębokości modulacji i współczynnika mocy obciążenia. Opracowane dotychczas metody algorytmiczne bazujące na odpowiednim zastosowaniu redundantnych stanów przekształtnika rozwiązują problem jedynie częściowo i rozpatrywane są najczęściej przy założeniu idealnej symetrii układu oraz niezmiennej i równej pojemności wszystkich kondensatorów obwodu DC. Obecnie można wyróżnić dwa sposoby eliminacji tego ograniczenia. Pierwszy sposób polega na użyciu modulacji b[...]

 Strona 1  Następna strona »