Wyniki 1-10 spośród 10 dla zapytania: authorDesc:"Dmitri VINNIKOV"

Comparison of 2- and 3-level Half-Bridge DC/DC Converters for High-Voltage High-Power Applications

Czytaj za darmo! »

This paper is focused on the high-voltage (> 2 kV) high-power (> 20 kW) isolated DC/DC converters. The 3.3 kV IGBT based three-level half-bridge inverter topology was analyzed as an alternative to the two-level half-bridge with 6.5 kV IGBTs. The properties of primary switches, theirs selection procedure as well as inverter loss distribution, design challenges, costs of semiconductors and passive components of both concurrent topologies were evaluated and compared. The overall feasibility of two- and three-level inverter topologies was compared for the selected application and final recommendations are given. Streszczenie. Artykuł dotyczy wysokonapięciowych (>2 kV) izolowanych przekształtników DC/DC dużej mocy (>20 kW). Dokonano analizy topologii półmostkowej, trójpoziomowej z tranzys[...]

Interlock Delay Time and its Influence on the Operability and Efficiency of High-Power DC/DC Converters

Czytaj za darmo! »

In DC/DC power converters the interlock delay time between IGBT switching on and off in the opposite inverter arms is usually recommended to be 10-20% of the half period to avoid a short circuit in a DC-link. However, in power supplies with extended input voltage variations, much smaller interlock delay time could be used. In this paper the interlock delay time minimization possibility is analyzed on an example of an experimental DC/DC converter with 6.5 kV IGBTs. The possible impact on the converter’s components, operability and efficiency are evaluated. Streszczenie. W celu uniknięcia zwarcia obwodu DC w przekształtnikach DC/DC stosuje się zwykle czas martwy równy 10-20% połowy okresu pracy. W przypadku dużej zmienności napięcia wejściowego wymagane są znacznie krótsze czasy [...]

Models of the qZ-Converters

Czytaj za darmo! »

This paper presents enhanced static and small signal dynamic models of the unconventional qZ-converters family. Static models give consideration to impact of additional non shoot-through mode with zero current separation diode, occurring in case of weak load current, and losses in dissipative components of the converter. Small signal dynamic models of the qZ-converter allow to immediately evaluate the impact of its elements on control process. Presented here dependencies and results become helpful when designing qZ-converters that work in wide load change interval as well as when designing their controllers. Streszczenie. W artykule przedstawiono rozszerzone modele statyczne oraz małosygnałowy model dynamiczny niekonwencjonalnych przekształtników typu qZ. Modele statyczne uwzględniają zarówno tryb pracy z impulsowym prądem diody separującej w stanie aktywnym, występującym w przypadku małych obciążeń, jak również straty w poszczególnych elementach przekształtnika. Model małosygnałowy pozwala ocenić wpływ tych elementów na proces sterowania. Przedstawione wyniki są pomocne przy projektowaniu qZ- przekształtników działających w szerokim zakresie zmian obciążenia oraz równiez projektowaniu ich sterowników (Modele przekształtników typu qZ). Keywords: Power electronics, DC/AC converter, qZ-converters, impedance input network Słowa kluczowe: Energoelektronika, przekształtniki DC/AC, przekształtniki typu qZ, wejściowy obwód impedancyjny Introduction Inverters with variable voltage that have an input from a low voltage DC source (eg., a PV battery) are mostly realized on the basis of three topologies: a) PWM VSI + DC/DC boost converter without transformer; b) PWM VSI + DC/DC converter with transformer; c) PWM CSI. None of these solutions is fully satisfactory. A more interesting solution is a Z-source converter (ZSC) [1],[2]. The distinguishing feature of this inverter is its input LC lattice network [3]. The ZSC circuit provides the single-sta[...]

Development of 50-kW isolated DC/DC converter with high-voltage IGBTs

Czytaj za darmo! »

The 6.5 kV insulated gate bipolar transistor (IGBT) is a new promising power device for high-voltage high-power applications. Due to its increased voltage blocking capability, the new HV IGBT can serve as a good replacement for GTO and IGCT thyristors in medium or medium-to-high power applications. One of its general application fields is railway traction. The paper discusses design and developm[...]

New Isolated Interface Converter for PMSG based Variable Speed Wind Turbines

Czytaj za darmo! »

This paper presents a new converter topology for interfacing a permanent magnet synchronous generator based variable speed wind turbine with a residential power network. The theory of wind energy conversion is analyzed first. Then an example of wind velocity distribution and normalized energy yield is discussed in order to formulate requirements for choosing a power converter. A new topology of an interfacing converter is analyzed and simulation results of a lossless model are presented. Simulation and experimental results of the proposed converter prove that its utilization in wind power applications is beneficial. Streszczenie. W artykule przedstawiono nową topologię przekształtnika do sprzęgania instalacji domowych z turbiną wiatrową o zmiennej prędkości zbudowaną na bazie generatora synchronicznego z magnesami trwałymi. W pierwszej kolejności przedstawiona została teoria przetwarzania energii wiatru. Następnie w celu sformułowania wymagań dotyczących wyboru mocy przekształtnika omówiono przykład rozkładu prędkości wiatru i znormalizowaną wydajność energetyczną. Nowa topologia przekształtnika sprzęgającego jest analizowana i symulowana przy założeniu modeli bezstratnych. Wyniki badań symulacyjnych i eksperymentalnych proponowanego przekształtnika udowodniły, że jego zastosowanie w elektrowniach wiatrowych jest korzystne. (Nowy izolowany sprzęg przekształtnikowy do turbin wiatrowych na bazie generatora PMSG). Keywords: wind energy, PMSG, qZS DC/DC converter, variable speed wind turbines. Słowa kluczowe: energia wiatru, .PMSG, przekształtnik qZS DC/DC, turbiny wiatrowe o zmiennej prędkości. Introduction Sustainability is the main aspect that forces the renewable energy sources to be implemented for electric energy generation instead of fossil ones. Wind energy is quite attractive among other sources because of its commercial potential [72 TW] that is five times higher than world energy demand in all forms. However, the installed capaci[...]

New Step-Up DC/DC Converter for Fuel Cell Powered Distributed Generation Systems: Some Design Guidelines

Czytaj za darmo! »

This paper presents a new step-up DC/DC converter topology to be used for distributed energy systems. The topology contains a voltagefed quasi-Z-source inverter with continuous input current, a high-frequency step-up isolation transformer and a voltage doubler rectifier. Main operating modes of the converter are explained and steady state analysis of the voltage-fed quasi-Z-source inverter is provided. Guidelines for selection of the converter’s components are discussed and design generalizations are provided in the final part of the paper. Streszczenie. W artykule przedstawiono nowy układ przekształtnika DC-DC podwyższającego napięcie, przeznaczony do zastosowania w rozproszonych systemach energetycznych. Przekształtnik zawiera falownik napięcia typu qZ, działający w obszarze ciągłego prądu wejściowego, podwyższający transformator izolacyjny wysokiej częstotliwości oraz prostownikowy podwajacz napięcia wyjściowego. Rozpatrzono główne tryby pracy przekształtnika oraz przeprowadzono analizę stanów statycznych falownika napięcia typu qZ. W końcowej części artykułu zamieszczono ogólne wytyczne do projektowania i doboru elementów. (Nowy podwyższający przekształtnik DC/DC do ogniw paliwowych zasilających rozproszone systemy generacyjne. Wybrane wytyczne do projektowania) Keywords: DC-DC conversion, qZSI converter, fuel cells, photovoltaic, PWM converters. Słowa kluczowe: przekształcanie DC-DC, przekształtnik qZSI, ogniwa paliwowe, fotowoltaika, przekształtnik PWM Introduction When distributed power generation is fully implemented, it can provide reliable, high quality and low cost electric power. Due to the costs of expansion of the electric grid and losses in the power lines, the shorter the way from the place of power generation to the consumer the cheaper are costs of electrical energy. There are several advantages when distributed power generation has a bi-directional connection with the power network: enhancement of power network [...]

Digital Current Mode Control Algorithms for High-Power Half-Bridge DC/DC Converters

Czytaj za darmo! »

Digitally controlled systems have many well known advantages in comparison to analogue systems e.g. programmability, higher flexibility and modularity, fewer components, lower sensitivity to noise and environment conditions. Theoretically, all analogue control algorithms can be digitalized. But from practical point of view the digitalization often ends up with some major difficulties, which will noticeable limit or even prevent the application of the digital control algorithm. In this paper some of the problems connected to the digitalization are discussed and solutions are proposed. As a result, two new digital current mode control algorithms for high-power, high-voltage half-bridge DC/DC converters are proposed, simulated and experimentally verified. Streszczenie. Cyfrowe systemy sterowania posiadają liczne znane zalety w porównaniu z systemami analogowymi, np. programowalność, wyższą elastyczność funkcjonalną i modułowość budowy, mniejszą liczba komponentów oraz wrażliwość na warunki otoczenia. Teoretycznie wszystkie algorytmy analogowe można zdigitalizować, lecz z praktycznego punktu widzenia często wiąże się to z istotnymi trudnościami, ograniczającymi lub nawet uniemożliwiającymi stosowanie algorytmu cyfrowego. W artykule omówiono niektóre problemy związane z digitalizacją oraz przedstawiono sposoby ich rozwiązania. Zaproponowano dwa nowe cyfrowe algorytmy sterowania wysokonapięciową półmostkową przetwornicą DC/DC, zweryfikowane symulacyjnie i eksperymentalnie. (Cyfrowe algorytmy sterowania półmostkowych przetwornic DC / DC dużej mocy ze sprzężeniem prądowym). Keywords: digital current mode control, average current mode control, peak current mode control, digital control systems, half-bridge converters. Słowa kluczowe: sterowanie cyfrowe ze sprzężeniem prądowym, sterowanie ze sprzężeniem względem wartości średniej prądu, cyfrowe systemy sterowania, przekształtniki półmostkowe. Introduction The last ten years in power electronics hav[...]

Hybrid IGBT-IGCT Switch

Czytaj za darmo! »

This paper presents an analysis of a hybrid high-voltage switch based on the parallel connection of IGBT and IGCT. The proposed configuration allows combining the advantages of both semiconductors, resulting in substantially reduced power losses. Such energy efficient switches could be used in high-power systems where decreased cooling system requirements are a major concern. The operation principle of the switch is described and simulated and power dissipation is estimated at different operation conditions. Streszczenie. Artykuł prezentuje analizę hybrydowego łącznika wysokonapięciowego bazującego na równoległym połączeniu tranzystora IGBT i tranzystora IGCT. Proponowana konfiguracja pozwala na uzyskanie zalet dwóch półprzewodników, w rezultacie czego otrzymano znaczne zmniejszenie strat mocy. Takie energooszczędne łączniki, mogą być używane w systemach dużej mocy, gdzie zmniejszenie urządzeń systemu chłodzenia jest głównym problemem. Opisano i zasymulowano działanie łączników, oraz oszacowano rozpraszanie energii dla różnych warunków pracy. (Łącznik hybrydowy typu IGBT-IGCT). Keywords: Insulated gate bipolar transistors, insulated gate-commutated thyristors, industrial power systems. Słowa kluczowe: Tranzystor bipolarny z izolowaną bramką, tyrystor z izolowaną bramką, Przemysłowe systemy energetyczne. Introduction High power densities together with a high functionality are the key aspects of modern power electronics. Further requirements are decreased volume and weight of the power systems as well as low cost. In order to fulfil these demands high switching frequencies of the semiconductors are necessary. Insulated gate bipolar transistors (IGBTs) are the major representatives in present day’s medium- and high voltage electronics. In terms of blocking voltages (up to 6.5 kV) these devices have reached a level which can satisfy the majority of needs. The major advantages of IGBTs are easy driving and snubberless operation [1]. [...]

Analytical Comparison between Capacitor Assisted and Diode Assisted Cascaded Quasi-Z-Source Inverters

Czytaj za darmo! »

The quasi-Z-source inverter is a very attractive topology because of its unique capability of voltage boost and buck functions in a single stage. But its voltage boost property could be a limiting feature in some applications where very high input voltage gain is required. The input voltage gain could be extended by the implementation of the cascaded quasi-impedance network. This paper discusses four novel cascaded quasi-Z-source inverters. Steady state analysis of topologies operating in continuous conduction mode is presented. Performances of topologies were compared and experimentally validated. Moreover, some problematic issues of proposed topologies were pointed out and discussed. Streszczenie. Quasi-Z falownik z prostym obwodem impedancyjnym jest bardzo interesującym rozwiązaniem topologicznym ze względu na unikalną możliwość jednostopniowego przekształcanie DC/AC w połączeniu z funkcjami obniżania i podwyższania napięcia. W niektórych aplikacjach jego właściwości podwyższające są jednak niewystarczające. Wyższe napięcie wejściowe można uzyskać w wyniku zastosowania w quasi-Z-falownikach kaskadowych obwodów impedancyjnych. W artykule omówiono cztery nowe topologie kaskadowych quasi-Z-falowników. Przedstawiono wyniki analizy stanów statycznych tych układów przy przewodzeniu ciągłym. Porównano właściwości badanych topologii, zweryfikowane eksperymentalnie. Omówiono także inne problemy związane z proponowanymi układami. (Porównanie analityczne układów kaskadowych quasi-Z-falowników z kondensatorem wspomagającym i z diodą wspomagającą). Keywords: quasi-Z-source inverter (qZSI), PWM converter, continuous conduction mode (CCM), discontinuous conduction mode (DCM). Słowa kluczowe: quasi-Z-falownik, przekształtnik PWM, tryb przewodzenia ciągłego, tryb przewodzenia impulsowego Introduction Quasi-Z-source inverter (qZSI) is a new promising power conversion technology perfectly suitable for interfacing of renewable (i.e., photovoltaic, wind tur[...]

Output voltage control system for a three-level neutral-point clamped quasi-Z-source inverter

Czytaj za darmo! »

This paper presents three closed loop control systems for a three-level neutral-point-clamped quasi impedance source inverter. These control systems are designed and simulated to enable validation of their operation for improvement of the capabilities of the three-level neutral-pointclamped quasi impedance source inverter during variable input voltage situations. PID controller-based control systems could be used in photovoltaic applications in which the output voltage of the solar array depends on the irradiance and the temperature produces variable input voltage. Streszczenie. W artykule przedstawiono trzy algorytmy sterowania w pętli zamkniętej, bazujące na regulatorach PID, dla trójpoziomowego przekształtnika z diodami poziomującymi zasilanego ze źródła quasi-Z. Przeprowadzono badania symulacyjne omawianych algorytmów, w celu potwierdzenia ich pozytywnego wpływu na pracę przekształtnika w warunkach zmienności napięcia wejściowego. Proponowane strategie mają potencjalne zastosowanie w fotowoltaice, gdzie występują zmiany napięcia wyjściowego w zależności od temperatury i nasłonecznienia. (Sterowanie napięciem wyjściowym dla trójpoziomowego falownika z diodami poziomującymi zasilanego ze źródła quasi-Z). Keywords: Multilevel converter, renewable energy system, PID controller. Słowa kluczowe: przekształtnik wielopoziomowy, energia odnawialna, regulator PID. Introduction oday’s power system scenarios differ from traditional configurations due to several factors, such as increased electrical consumption, liberalization of the electricity market, need for reducd pollution and CO2 emissions, and the new technological development that configures the distributed generation (DG). Distributed generation, also called distributed resources (DR), distributed energy resources (DER) or dispersed power (DP), is the use of small-scale power generation technologies located close to the load being served. These technologies include reciprocati[...]

 Strona 1