Czasopismo | ELEKTRONIKA - KONSTRUKCJE, TECHNOLOGIE, ZASTOSOWANIA | Rocznik 2017 - zeszyt 9

Sterowanie "Passivity Based Control" w trójfazowych falownikach napięcia przeznaczonych dla systemów UPS

Passivity Based Control in the three phase voltage source inverter for a UPS system

10.15199/13.2017.9.1

nr katalogowy: 109640
10.15199/13.2017.9.1

Streszczenie

Voltage source inverters in UPS systems should have restricted distortions in case of the standard loads defined by EN-62040- 3 standard. Only control systems measuring not only the output voltage but additionally the inverter output filter coil current and the load current are able to decrease Total Harmonic Distortions of the output voltage for the static nonlinear load and to decrease the overshoot and the settling time of the output voltage for the dynamic load. The design of most of the control systems requires the knowledge of the inverter model which is based on its output LC filter. The inductance and the serial resistance of the coil should be measured in the operating point of the inverter. The paper presents the VSI with the multiple input Passivity Based Control designed using the measurements of the output filter parameters. The experimental verification of the theoretical considerations in the breadboard inverter model is presented.

Abstract

Falowniki napięcia stosowane w systemach UPS powinny mieć ograniczone zniekształcenia napięcia wyjściowego zgodnie z normą EN-62040-3. Tylko systemy sterowania, które mierzą nie tylko napięcie wyjściowe ale także dodatkowo prąd dławika filtra wyjściowego i prąd obciążenia są zdolne zmniejszyć współczynnik zniekształceń harmonicznych napięcia wyjściowego dla statycznego nieliniowego obciążenia oraz zmniejszyć przeregulowanie i czas dojścia do stanu ustalonego napięcia wyjściowego dla dynamicznego obciążenia. Projekt większości systemów sterowania wymaga znajomości modelu falownika, który opiera się na wyjściowym filtrze LC. Indukcyjność i szeregowa rezystancja dławika powinny być mierzone w punkcie pracy falownika. Artykuł przedstawia falownik napięcia z wielowejściowym systemem sterowania typu „Passivity Based Control” zaprojektowanym w oparciu o pomiary parametrów filtra wyjściowego. Przedstawiono eksperymentalną weryfikację rozważań teoretycznych z wykorzystaniem laboratoryjnego modelu falownika.

Słowa kluczowe

Keywords

Bibliografia

[1] PN-EN 62040-3: 2005 "Systemy bezprzerwowego zasilania (UPS) Część 3: Metody określenia właściwości i wymagania dotyczące badań".
[2] IEEE STANDARD 519-2014 - IEEE Recommended Practice and Requirements for Harmonic Control in Electric Power Systems.
[3] Z. Rymarski, 2009, “Complete design method of single-phase inverters for UPS systems", International Journal of Electronics, 96, (5), pp. 521-535.
[4] Z. Rymarski, 2011, “The discrete model of power stage of the voltage source inverter for UPS", International Journal of Electronics, 98, (10), pp. 1291-1304.
[5] L. Ben-Brahim, T. Yokoyama, A. Kawamura, 2003, “Digital control for UPS inverters", Proc. The Fifth Int. Conf. on Power Electronics and Drive Systems, 17-20 November 2003, vol. 2, pp. 1252-1257.
[6] C. Rech, H. Pinheiro, H. A. Grundling, H. L. Hey, J. R. Pinheiro, 2003, “Comparison Of Digital Control Techniques With Repetitive Integral Action for Low Cost PWM Inverters", IEEE Trans. on Power Electronics, 18, (1), Part 2, pp. 401-410.
[7] H. Komurcugil, 2015, “Improved passivity-based control method and its robustness analysis for single-phase uninterruptible power supply inverters", IET Power Electronics, 8(8), August pp. 1558-1570.
[8] F. M. Serra, C. H. De Angelo and D. G. Forchetti, “IDA-PBC control of a DC-AC converter for sinusoidal three-phase voltage generation", International Journal of Electronics, 104, (1), January 2017, pp. 93-110.
[9] Z. Rymarski, 2009, “The analysis of output voltage distortion minimization in the 3-phase VSI for the nonlinear rectifier ROCO load" Przegląd Elektrotechniczny, ISSN 0033-2097, R. 85 NR 4/2009, pp. 127-132.
[10] Micrometals Inc. Iron Powder Cores “Power Conversion & Line Filter Applications", February 2007.
[11] Micrometals Arnold Powder Cores 2012 Catalogue, Micrometals Inc. January 2012.
[12] G. Bertotti, 1988, “General properties of power losses in soft ferromagnetic materials", IEEE Transactions on Magnetics, 24, (1), pp. 621-630.
[13] Z. Rymarski, 2017, “Measuring the real parameters of single phase voltage source inverters for UPS systems", International Journal of Electronics ,DOI:10.1080/00207217.2017.1279232.
[14] Texas Instruments "Clark & Park Transforms on the TMS320C2xx" BPRA048, 1997.
[15] Z. Rymarski, 2008, “Design method of a 3-phase VSI for UPS systems" International Conference on Signals and Electronic Systems, Kraków, September 14-17, Conference Proceedings, pp. 293-296.
[16] F. L. Luo, H. Ye, M. Rashid, 2006, “Digital Power Electronics and Applications", Elsevier A. Press, USA 2006.

Jeśli masz wykupiony/przyznany dostęp - zaloguj się. Skorzystaj z naszych propozycji zakupu!

Publikacja


e-Publikacja (format pdf) - nr 109640 "Sterowanie "Passivity Bas..." licencja: Osobista Produkt cyfrowy	10.00 zł

Zeszyt


ELEKTRONIKA - KONSTRUKCJE, TECHNOLOGIE, ZASTOSOWANIA - e-zeszyt (pdf) 2017-9 licencja: Osobista Produkt cyfrowy	35.00 zł

Prenumerata

ELEKTRONIKA - KONSTRUKCJE, TECHNOLOGIE, ZASTOSOWANIA - prenumerata cyfrowa
licencja: Osobista

Produkt cyfrowy
Nowość

420.00 zł

ELEKTRONIKA - KONSTRUKCJE, TECHNOLOGIE, ZASTOSOWANIA - papierowa prenumerata roczna + wysyłka
licencja: Osobista

Szczegóły pakietu

Nazwa
ELEKTRONIKA - KONSTRUKCJE, TECHNOLOGIE, ZASTOSOWANIA - papierowa prenumerata roczna	528.00 zł brutto 488.89 zł netto 39.11 zł VAT (stawka VAT 8%)
ELEKTRONIKA - KONSTRUKCJE, TECHNOLOGIE, ZASTOSOWANIA - pakowanie i wysyłka	42.00 zł brutto 34.15 zł netto 7.85 zł VAT (stawka VAT 23%)

570.00 zł

ELEKTRONIKA - KONSTRUKCJE, TECHNOLOGIE, ZASTOSOWANIA - PAKIET prenumerata PLUS
licencja: Osobista

Szczegóły pakietu

Nazwa
ELEKTRONIKA - KONSTRUKCJE, TECHNOLOGIE, ZASTOSOWANIA - PAKIET prenumerata PLUS (Prenumerata papierowa + dostęp do portalu sigma-not.pl + e-prenumerata)	636.00 zł brutto 588.89 zł netto 47.11 zł VAT (stawka VAT 8%)

636.00 zł

Zeszyt

2017-9

Twój Koszyk

Publikacja

Zeszyt

Prenumerata

Zeszyt

Czasopisma