Wyniki 1-10 spośród 11 dla zapytania: authorDesc:"Tomasz Tarczewski"

Nowoczesne przekształtniki energoelektroniczne przeznaczone do odnawialnych źródeł energii


  Energoelektronika jest obecnie gwałtownie rozwijającą się dziedziną nauki i techniki. Oferowane elementy półprzewodnikowe charakteryzują się coraz większymi wartościami znamionowymi prądów i napięć, wysokimi częstotliwościami przełączeń, spadkiem strat mocy podczas przełączania i przewodzenia, a także coraz bardziej przystępnymi cenami [1]. Obecnie koszt półprzewodnikowych łączników energoelektronicznych każdego roku maleje o ok. 2-5% [2]. Rozwój półprzewodnikowych łączników energoelektronicznych umożliwia konstruowanie nowoczesnych przekształtników energoelektronicznych, charakteryzujących się dużą sprawnością oraz ograniczonym wpływem na odkształcanie parametrów sieci energetycznej. Powszechnie stosowane w odnawialnych źródłach energii (OZE ) przekształtniki przyczyniają się do zwiększania ich wpływu na system energetyczny [3]. Przekształtniki energoelektroniczne są bardzo istotnymi elementami systemu energetycznego i pełnią funkcję interfejsu pomiędzy OZE a siecią elektryczną [3, 4]. Zazwyczaj konieczne jest dopasowanie wytwarzanej przez OZE energii do parametrów sieci. Również w przypadku pracy OZE "na wyspę" wymagane jest zapewnienie pożądanych parametrów wytwarzanej energii elektrycznej, umożliwiające zasilanie lokalnych odbiorników lub magazynowanie generowanej energii. Na przestrzeni ostatnich 30 lat masa i rozmiary przekształtników energoelektronicznych stosowanych w napędach elektrycznych o regulowanej prędkości uległy 20-krotnemu zmniejszeniu. W tym samym przedziale czasu zanotowano zmniejszenie liczby komponentów oraz 10-krotny wzrost funkcjonalności omawianych urządzeń [3]. Efektywne przekształtniki energoelektroniczne współpracujące z OZE stają się ważnym elementem współczesnego systemu energetycznego [4]. Elektrownie wiatrowe są drugim po biomasie, najbardziej znaczącym odnawialnym źródłem energii w Polsce [5]. Z tego względu topologie obecnie stosowanych przekształtników energoelektronicznych zostaną omówion[...]

High precision permanent magnet synchronous servo-drive with lqr position controller

Czytaj za darmo! »

Abstract. This paper presents a design approach to a state controller for permanent magnet synchronous motor (PMSM) servo-drives. Firstly, the well known non-linear mathematical model of PMSM is evaluated to a linear decoupled form by introducing new variables. An internal input model was used to achieve zero steady state error for ramp input as well as disturbance rejection. The proposed control method was implemented in a microcomputer system (TMS320F2812-DSP) and tested in a setup system. Streszczenie. (Wysokiej jako´sci serwonap˛ed z silnikiem synchronicznym o magnesach trwałych z regulatorem poło˙zenia typu lqr). Przedstawiono sposób projektowania regulatora stanu dla serwonap˛edu z silnikiem synchronicznym o magnesach trwałych. Zastosowano wewn˛etrzny model liniowo narastaja˛ce[...]

Sterowanie od stanu serwonap˛edem z silnikiem PMSM zasilanym z przekształtnika o sinusoidalnym napi˛eciu wyj´sciowym

Czytaj za darmo! »

Przedstawiono proces projektowania regulatora stanu odpowiedzialnego za kształtowanie napi˛ecia wyj´sciowego filtra LC oraz regulatora stanu realizuja˛cego zadanie pozycjonowania serwonape˛du. Dobór współczynników wzmocnien´ pracuja˛cych w strukturze kaskadowej regulatorów stanu przeprowadzono za pomoca˛ optymalizacji liniowo-kwadratowej. Włas´ciwos´ci zaproponowanego układu regulacji zostały zweryfikowane w badaniach symulacyjnych. Abstract. Designing process of the state feedback controller that shapes the LC filter output voltage and the state feedback controller that realizes servo-drive positioning was presented. Linear-quadratic optimization method was used to determine working with cascade structure feedback controllers coefficients. Properties of the proposed control system were verified in the simulation studies. (State feedback control of the PMSM servo-drive with sinusoidal voltage source inverter). Słowa kluczowe: sterowanie od zmiennych stanu, silnik PMSM, filtr LC Keywords: state feedback control, PMSM, LC filter Wst˛ep Zasilane z falowników napi˛ecia o topologii 2-poziomowej serwonap˛edy z silnikami synchronicznymi o magnesach trwałych (ang. Permanent Magnet Synchronous Motor - PMSM) sa˛ powszechnie stosowane w rozwia˛zaniach przemysłowych. Zastosowanie 2-poziomowego falownika napi˛ecia jest z´ródłem problemów zwia˛zanych z szybkos´cia˛ narastania sygnału napi˛ecia na wyj´sciu przekształtnika [1]. Stosowana do generowania napi˛ecia modulacja szeroko´sci impulsów powoduje, ˙ze napi˛ecia wyj´sciowe falownika 2-poziomowego maja˛ charakter impulsów prostoka˛tnych. Duz˙a zawarto ´s´c wy˙zszych harmonicznych w przebiegach napi˛e´c powoduje pulsacje momentu elektromagnetycznego oraz wzrost hałasu akustycznego pogarszaja˛c jakos´c´ pracy nape˛du z silnikiem PMSM. Pulsacje momentu sa˛ szczególnie niepo˙z ˛ adane w przypadku stosowania silników PMSM w precyzyjnych obrabiarkach sterowanych numerycznie oraz manipulatorach prze[...]

Application of artificial bee colony algorithm to auto-tuning of linear-quadratic regulator for PMSM position control DOI:10.15199/48.2016.06.11

Czytaj za darmo! »

Abstract. In this paper auto-tuning process of linear-quadratic regulator (LQR) for position control of permanent magnet synchronous motor (PMSM) is presented. The novelty of the proposed solution lies in use of artificial bee colony (ABC) optimization algorithm to calculate gain coefficients of controller. In order to maintain selected state and control variables of drive in a permissible level, the ABC algorithm has been extend for solving constrained optimization problem. Proper operation of auto-tuning procedure was investigated by numerical simulations. Streszczenie. W artykule przedstawiono proces samostrojenia regulatora liniowo-kwadratowego przeznaczonego do regulacji położenia silnika synchronicznego o magnesach trwałych. Oryginalność proponowanego rozwiązania polega na zastosowaniu algorytmu optymalizacyjnego sztucznej kolonii pszczół do wyznaczenia współczynników wzmocnień regulatora. W celu utrzymywania wartości wybranych zmiennych stanu i sygnałów sterujących w dopuszczalnym zakresie, algorytm optymalizacyjny rozszerzono o możliwość rozwiązywania problemów optymalizacyjnych z ograniczeniami. Poprawne działanie algorytmu automatycznego strojenia zostało zbadane w testach symulacyjnych (Zastosowanie algorytmu sztucznej kolonii pszczół do samostrojenia regulatora liniowo-kwadratowego sterującego położeniem PMSM). Keywords: linear-quadratic regulator, artificial bee colony algorithm, auto-tuning, PMSM. Słowa kluczowe: regulator liniowo-kwadratowy, algorytm sztucznej kolonii pszczół, samostrojenie, PMSM. Introduction Because of its excellent dynamic behavior and compact structure, permanent magnet synchronous motors (PMSM) are widely used in motion control applications such as industrial robots and machine tools [1]. A new field of application for PMSM is to use it in automotive: as an auxiliary drive in electric power steering (EPS) or in heating, ventilating, air conditioning (HVAC) applications [2, 3]. Position control of ser[...]

Wnikanie do sieci rozdzielczych SN zaburzeń elektromagnetycznych przewodzonych generowanych przez przekształtniki energoelektroniczne w sieciach nn

Czytaj za darmo! »

W artykule przedstawione zostały wyniki badań eksperymentalnych dotyczących rozpływu zaburzeń elektromagnetycznych przewodzonych w sieciach niskich i średnich napięć. Wyniki badań pokazują, że zaburzenia przewodzone generowane po stronie niskiego napięcia przenoszą się za pośrednictwem pojemnościowych sprzężeń na stronę średniego napięcia i mogą być obserwowane w odległych punktach pod napowietrznymi liniami SN. Abstract. In the paper the results of the investigations concerning the flow of EMI in LV and MV grids have been presented. The results showed that conducted EMI generated in LV grid can be transferred by means of parasitic couplings into MV network and can be observed in distant points under overhead MV lines. (Penetration of conducted EMI generated by power electronic converters in LV grid into MV distribution network). Słowa kluczowe: kompatybilność elektromagnetyczna, zaburzenia przewodzone, przemiennik częstotliwości, linia napowietrzna SN. Keywords: electromagnetic compatibility, conducted interferences, frequency converter, MV overhead line. Wstęp Tendencja do pozyskiwania energii ze źródeł lokalnych, a w szczególności ze źródeł odnawialnych, obecna w regulacjach administracyjno-prawnych Unii Europejskiej, powoduje, że korzystanie z takiej energii wymagać będzie stosowania znacznej liczby układów energoelektronicznych, w celu dopasowania jej parametrów do wymagań standardów jakościowych. Kumulacja źródeł znacznych zaburzeń w.cz. na niewielkim obszarze oraz możliwość oddziaływania przekształtników wzajemnie na siebie i inne urządzenia zainstalowane w systemie powoduje, że w systemach rozproszonych [1] zawierających przekształtniki energoelektroniczne nie mogą być pominięte zagadnienia związane z kompatybilnością elektromagnetyczną (EMC). Kompleksowe analizy EMC, uwzględniające całą złożoność pasożytniczych zjawisk elektromagnetycznych, nie nadążają jednak za żywiołowym rozwojem zastosowań przekształtników w systemac[...]

Trójfazowy mostkowy falownik napięcia o regulowanym napięciu obwodu pośredniczącego DOI:10.12915/pe.2014.06.021

Czytaj za darmo! »

W artykule przedstawiono koncepcję budowy trójfazowego mostkowego falownika napięcia o regulowanym poziomie napięcia obwodu pośredniczącego. Zmiana wartości napięcia obwodu pośredniczącego realizowana jest przy pomocy przetwornicy DC/DC o regulowanej wartości napięcia wyjściowego. Jako obciążenie zastosowano zasilany z trójfazowego falownika napięcia symetryczny trójfazowy obwód RL z regulowanym prądem obciążenia. Przedstawiono wyniki badań symulacyjnych zaproponowanego układu dla skokowych zmian wartości napięcia oraz prądu obciążenia. Abstract. In this paper concept of three-phase bridge voltage inverter with controlled DC bus voltage level is presented. The modification of the DC bus voltage value is realized with the help of the DC/DC buck converter with controlled DC voltage level. A three-phase symmetric RL circuit fed by three-phase voltage source inverter with adjustable load current was used as the load of the DC/DC buck converter. Simulation test results of the proposed system during step changes of voltage and load current values were presented. (3-phase bridge voltage source inverter with DC voltage control). Słowa kluczowe: mostkowy falownik napięcia, przetwornica obniżająca napięcie, regulacja kaskadowa. Keywords: bridge voltage inverter, step-down DC voltage converter, cascade control. doi:10.12915/pe.2014.06.21 Wstęp W dzisiejszych czasach coraz większą rolę w procesie przetwarzania energii odgrywają energoelektroniczne układy przekształtnikowe, przetwarzające energię wykorzystując łączniki półprzewodnikowe [1,2]. Stosowanie takich rozwiązań wpływa na straty mocy w wyniku ich zastosowania [3], jednak daje możliwość wykorzystania stosunkowo prostych algorytmów sterowania tymi układami [1, 2, 4, 5, 6]. W niniejszej publikacji rozważa się działanie modelu układu falownika mostkowego z regulowanym poziomem napięcia obwodu pośredniczącego, który zrealizowano wykorzystując w miejsce tradycyjnego rozwiązania układ przeksz[...]

Implementacja w układzie FPGA modulatora 3D-SVM dla przekształtnika 3-poziomowego z sinusoidalnym napi˛eciem wyj´sciowym DOI:10.12915/pe.2014.06.03

Czytaj za darmo! »

Przekształtniki 3-poziomowe staja˛ sie˛ obecnie coraz bardziej popularne ze wzgle˛du na moz˙liwos´c´ generowania przebiegów o mniejszej zawarto´sci harmonicznych. Jest to szczególnie istotne w przypadku wytwarzania sinusoidalnego napi˛ecia na wyj´sciu przekształtnika. Algorytm modulacji SVM coraz cz˛e´sciej implementowany jest w układach programowalnych FPGA ze wzgl˛edu na du˙z ˛ a szybko´s´c działania i mo˙zliwo´s´c uzyskania duz˙ych cze˛stotliwos´ci przeła˛czania. W artykule przedstawiono implementacje˛ algorytmu 3D-SVM dla przekształtnika 3-poziomowego z sinusoidalnym napie˛ciem wyjs´ciowym w układzie FPGA Spartan 6 LX9. Przedstawione wyniki badan´ dos´wiadczalnych dowodza˛poprawnos´ci działania prezentowanej implementacji. Abstract. Three level inverters are becoming more popular due to the ability to generate outputs with less harmonic content. This is especially important when sinusoidal inverter output voltage is required. SVM modulation algorithm is frequently implemented in FPGA programmable logic due to high operating speed and ability to achieve high switching frequencies. The article presents an implementation of a 3D-SVM algorithm for a 3-level sinusoidal output inverter on a Spartan 6 LX9 FPGA. Experimental results are presented that prove correct operation of the presented implementation. (FPGA implementation of 3D-SVM modulator for a 3-level sinusoidal output voltage inverter) Słowa kluczowe: FPGA, przekształtnik 3-poziomowy z diodami poziomuja˛cymi, modulator 3D-SVM Keywords: FPGA, 3-level neutral point clamped inverter, 3D-SVM modulator doi:10.12915/pe.2014.06.03 Wst˛ep Stosowane powszechnie przekształtniki 2-poziomowe generuja˛ napie˛cie wyjs´ciowe przy uz˙yciu modulacji szeroko ´sci impulsów. Napi˛ecie wyj´sciowe ma kształt impulsów prostoka˛tnych, co powoduje pulsacje momentu elektromagnetycznego [11]. W celu zminimalizowania pulsacji d ˛ a˙zy si ˛e do uzyskania sinusoidalnego napi˛ecia wyj´sciowego poprzez zastoso[...]

DC-DC converter based on silicon carbide (SiC) power devices with P+ based current controller DOI:10.15199/48.2016.06.04

Czytaj za darmo! »

In this paper an investigation of voltage control system with P+ current controller for a DC-DC converter is presented. A DC-DC converter based on silicon carbide power devices were used. Synchronous buck topology is used for converter structure. Mathematical model of the converter is presented. The dependence between converter working conditions (i.e. input voltage, load current, switching frequency) and passive LC components is also given. A modified current control method based on P+ structure is considered. Proposed algorithm is compared with a traditional cascade structure based on PI type controllers. Output voltage and coil current dynamics were investigated. Experimental tests results were presented. Streszczenie: W artykule przedstawiono wyniki badań układu regulacji napięcia przetwornicy DC-DC z regulatorem prądu typu P+. Zastosowano przetwornicę DC-DC z łącznikami na bazie węglika krzemu. Przetwornica została wykonana w topologii obniżającej napięcie. Przedstawiony został model matematyczny przetwornicy. Opisano także zależność pomiędzy warunkami pracy przetwornicy (np. napięcie wejściowe, prąd obciążenia, częstotliwość kluczowania) a parametrami elementów pasywnych LC. Przedstawiono propozycję struktury zmodyfikowanego regulatora prądu typu P+. Rozważany algorytm porównano z tradycyjnym algorytmem PI. Przedstawione badanie eksperymentalne dotyczą dynamiki napięcia wyjściowego oraz prądu dławika. (Przetwornica DC-DC na bazie węglika krzemu z regulatorem prądu typu P+). Keywords: DC-DC converter, buck topology, SiC MOSFET transistors, cascade control, voltage and current control. Słowa kluczowe: przetwornica DC-DC, tranzystory SiC MOSFET, regulacja kaskadowa, regulacja napięcia i prądu. Introduction DC-DC converters are widely used in the process of electrical energy conversion. The use of switching DC-DC converters enables voltage and current conversion in an easy way. The growth of power electronics applications has increased[...]

Sterowanie bazujące na sprzężeniu od wektora zmiennych stanu z ograniczeniami serwonapędem z silnikiem PMSM DOI:10.15199/48.2018.03.19

Czytaj za darmo! »

Serwonapędy z silnikami PMSM są powszechnie stosowane w aplikacjach wymagających dużej precyzji i dynamiki [1, 2]. Obserwowany w ostatnich latach rozwój w zakresie półprzewodnikowych elementów mocy powoduje, że możliwe jest zastosowanie wysokosprawnych tranzystorów SiC MOSFET do budowy wektorowego falownika zasilającego serwonapęd. Rozwiązanie to umożliwia uzyskanie wysokiej częstotliwości kluczowania i w rezultacie poprawę właściwości dynamicznych pętli regulacji składowych wektora przestrzennego prądu. Wzrost częstotliwości kluczowania powyżej 20 kHz jest szczególnie pożądany ze względu na minimalizację hałasu akustycznego, jednak wiąże się z koniecznością stosowania algorytmów regulacji charakteryzujących się relatywnie niską złożonością obliczeniową, ze względu na ograniczenia związane z czasem dysponowanym na wykonanie algorytmu regulacji. Zagadnienie regulacji położenia kątowego serwonapędu z silnikiem PMSM jest najczęściej realizowane przy pomocy kaskadowej struktury regulacji z regulatorami typu PID [3]. W celu uzyskania odporności na zmieniające się parametry serwonapędu (np. nieliniowe tarcie, moment bezwładności) oraz niemierzalny moment obciążenia stosowane są bardziej zaawansowane metody sterowania takie jak: sterowanie ślizgowe, sztuczne sieci neuronowe, sterowanie iteracyjne z uczeniem, sterowanie z modelem odniesienia [4]-[7]. Ze względu na dobrą kompensację zakłóceń, gwarantowaną odporność oraz tolerancję nieliniowości, alternatywę dla wymienionych algorytmów stanowić może sterowanie bazujące na sprzężeniu od wektora zmiennych stanu (ang. state feedback control) [8]-[10]. Jedną z zalet rozpatrywanego algorytmu jest niewielka złożoność obliczeniowa, co powoduje, że może być ono stosowane w układach o częstotliwości kluczowania przekraczającej 20 kHz [11]. Ze względu na konieczność wyznaczenia wszystkich wzmocnień regulatora bazującego na sprzężeniu od wektora zmiennych stanu w jednym kroku, jego synteza [...]

Układ laboratoryjny napędu z silnikiem PMSM sterowanym z kształtującego napięcie ciągłe 3-poziomowego falownika napięcia typu NPC DOI:10.12915/pe.2014.06.031

Czytaj za darmo! »

W artykule omówiono zagadnienia dotyczące budowy i sterowania napędem z silnikiem PMSM i 3-poziomowym falownikiem napięcia z diodami poziomującymi. Opracowany falownik, dzięki zastosowaniu wyjściowego filtra LC, charakteryzuje się sinusoidalnym napięciem wyjściowym. Przedstawiono również bazujący na sprzężeniu od zmiennych stanu dyskretny algorytm sterowania zapewniający uzyskanie sinusoidalnego napięcia wyjściowego o niskiej zawartości harmonicznych w szerokim zakresie pracy napędu. Zaprezentowano wyniki badań symulacyjnych i eksperymentalnych potwierdzające poprawne działanie opracowanego układu napędowego. Abstract. In this paper designing and control process of the drive with PMSM and 3-level neutral point clamped voltage inverter was discussed. Designed inverter, with the help of an output LC filter, provides true sine wave output voltage. Discrete state feedback control algorithm was used in order to obtain sine wave output voltage of the designed inverter with low harmonics content in a wide range of the drive operation. Proper operation of the designed drive was confirmed in simulation as well as experimental test results. (Laboratory setup of the drive with PMSM controlled by continuous voltage shaping NPC type 3-level voltage inverter). Słowa kluczowe: 3-poziomowy falownik napięcia z diodami poziomującymi, filtr LC, regulator od stanu. Keywords: 3-level Neutral Point Clamped Inverter, LC Filter, State Feedback Controller. doi:10.12915/pe.2014.06.31 Wstęp Powszechnie stosowane w napędach prądu przemiennego 2-poziomowe falowniki napięcia wytwarzają napięcia wyjściowe o dużej stromości narastania. Modulacja szerokości impulsów stosowana do generowania napięcia powoduje, że napięcia wyjściowe przekształtnika mają charakter impulsów prostokątnych. Omawiane rozwiązanie charakteryzuje się dużą zawartością wyższych harmonicznych w przebiegach napięć. Zjawisko to wpływa niekorzystnie na pulsacje momentu elektromagnetycznego zasilane[...]

 Strona 1  Następna strona »