Czasopismo | PRZEGLĄD ELEKTROTECHNICZNY | Rocznik 2021 - zeszyt 11

Grid Connected Unsymmetrical Two-Phase Induction Generator System Using Time-Based Unbalanced Space Vector PWM and Adaptive Hysteresis Band Current Control

10.15199/48.2021.11.14

nr katalogowy: 134126
10.15199/48.2021.11.14

Streszczenie

This paper presents performance analysis of a single-phase grid conneted unsymmetrical two-phase induction generator. A voltage doubler bidirectional AC-DC converter for a grid side allowing regenerative operation is controlled by an adaptiptive band hysteresis current controller in order to improve power quality particulrly a reduction in current ripple. For a machine side, a two-phase three leg voltage source converter with timebased space vector PWM offers unbalanced orthogonal two-phase voltages for variable frequency excitation to enhance performance of the generator compared with balanced ones. Comparative performance analysis between time-based space vector PWM schemes for both balanced and unbalanced two-phase voltages using both simulation and experiment is demonstrated under various operating conditions. The simlation and experimental results are in good agreement. It is found that the unbalanced space vector PWM outperforms balanced one over a wide range of operation.

Abstract

W artykule przedstawiono analizę pracy jednofazowego, niesymetrycznego, dwufazowego generatora indukcyjnego połączonego z siecią. Dwukierunkowy konwerter AC-DC podwajający napięcie po stronie sieci, umożliwiający pracę regeneracyjną, jest sterowany przez adaptacyjny regulator prądu histerezy pasma w celu poprawy jakości energii, a zwłaszcza zmniejszenia tętnienia prądu. Po stronie maszyny dwufazowa trójnożna przetwornica źródła napięcia z czasowym wektorem przestrzennym PWM oferuje niesymetryczne ortogonalne napięcia dwufazowe do wzbudzania o zmiennej częstotliwości w celu zwiększenia wydajności generatora w porównaniu ze zrównoważonymi. Zademonstrowano porównawczą analizę wydajności między schematami PWM opartych na wektorze przestrzennym w oparciu o czas dla zarówno zrównoważonych, jak i niezrównoważonych napięć dwufazowych, z wykorzystaniem zarówno symulacji, jak i eksperymentu, w różnych warunkach pracy. Wyniki symulacji i eksperymentów są zgodne. Stwierdzono, że niezrównoważony wektor przestrzenny PWM przewyższa zrównoważony w szerokim zakresie działania. (Podłączony do sieci niesymetryczny, dwufazowy system generatora indukcyjnego wykorzystujący niesymetryczny przestrzenny wektor PWM oparty na czasie i kontroli prądu w paśmie histerezy adaptacyjnej)

Słowa kluczowe

Keywords

Bibliografia

[1] Sen, P.C. Principle of electric machines and power electronics, John Wiley & Sons 3rd edition 2013
[2] Sardyoung, P., Kinnares, V., Control of a converter system for an asymmetrical parameter type two-phase induction motor drive operating in motoring and generating modes, Journal of the Chinese Institute of Engineers, (2018), Vol.41, 86-97
[3] Khongsuk, P., Kinnares, V., Phumipkak, P., Performance Evvaluation of Three-PhaseVoltage Voltage Source Inverter fed Unsymmetrial Two-Phase Induction motor Based on Genetic Algorithm for Parameter Estimation, Advanced in Electrical and Electronic Engineering,Vol.17, No.4, December, 2019
[4] Muangthong, K., Charumit, C., Comparative analysis of switching losses and current ripple of continuous and discontinuous SVPWM strategies for unbalanced two-phase four-leg VSI Fed unsymmetrical two-phase induction motor, IET Power Electronics, 14 (2020), 531-547
[5] Chiyot, R., Kinnares, V., Continuous and Discontinuous Space Vector Pulse Width Modulator using a TMS320C2000 F28335 Board, 13th International Conference on Electrical Engineering/Electronics, Computer, Telecommunications and Information Technology (ECTICON), 2016
[6] Kumsuwan, Y., Premrudeepreechacharn, S., Kinnares, V., A Carrier-Based Unbalanced PWM Methofor Four-Leg Voltage Source Inverter Fed Unsymmetrical Two-Phase Induction Motor, IEEE Trans. Ind. Electron., 60 (2013), No. 5, 2031- 2041
[7] Naser, M.B., Rahim, A., An Unsymmetrical Two-Phase Induction Motor Drive With Slip-Frequency Control, IEEE Transaction on Energy Conversion, Vol.24, No.3, Sep., 2009
[8] Balamurugan, K., Slochanal, S.M.R., Amutha, N., Design of Grid-Connected Induction Generators for Variable Speed Wind Power Generation, International Energy Journal, 9 (2008), 59-64
[9] Almarshoud, A.F., Abdel, H.M.A., Alolah, A.I., Performance of Grid-Connected Induction Generator under Naturally Commutated AC Voltage Controller, Electric Power Components and Systems, 32 (2004), 691-700
[10] Gorski, D.A., Balkowiec, T., Koczara, W., Grid Connection of a Converter Controlled Squirrel-Cage Induction Generator, 7th International Conference on Renewable Energy Research and Applications (ICRERA), (2018), 348-353
[11] Singh, A., Ahuja, H., Bhadoria, V., Singh, S., Control Implementation of Squirrel Cage Induction Generator based Wind Energy Conversion System, Journal of Scientific and Industrial Research, 79(2020), 306-311
[12] Sikrski,S., Kuźma, A., Cooperation of induction squirrel-cage generator with grid connected AC / DC / AC converter, Bull. Pol. Ac.: Tech., 57 (2009), No.4, 317-322
[13] Yukhalang, S., Sawetsaklanond B., Kinnares, V., Performance Evaluation of a Single-Phase Grid Connected Induction Generator, 17th International Conference on Electrical Machines and Systems (ICEMS), (2014), 3148- 3153
[14] Madawal, U.K., Bradshaw, J.B., Vilathgamuwa, D.M., Modeling and Analysis of a Novel Variable-Speed Cage Induction Generator, IEEE Trans. On Industry Applications, 59 (2012), No.2, 1020-1028
[15] Nuttapong, P., Sawetsakulanond, B., Kinnares, V., Analysis and investigation on the behavior and performance of single phase grid connected induction generators system, 20th International Conference on Electrical Machines and Systems (ICEMS), (2017)
[16] Prapurt, N., Sawetsakulanond, B., Kinnares, V., Power Factor Improvement and Inrush Current Reduction of a Grid Connected Split-Phase Induction Generator, 21st International Conference on Electrical Machines and Systems (ICEMS), (2018), 1060-1064
[17] Shiddiq, Y.A.F., Swasti, S., Purwito, Overview of Hysteresis Current Controller Application in Renewable Energy Based Power Systems, I-COSINE, 536(2019),1-8
[18] Mohaptra, M., Babu, B.C., Fixed and Sinusoidal-Band Hysteresis Current Controller for PWM Voltage Source Inverter With LC Filter, IEEE Students Technology Symposium,(2010)
[19] Bose, B.K., An Adaptive Hysteresis-Band Current Control Technique of a Voltage-Fed PWM Inverter for Machine Drive System, IEEE Transaction on Industrial Electronics, 37 (1990), No.5, 402-408
[20] Jabbar, A.F., Mansor, M., Current control loop of 3-Phase grid-connected inverter, 4th International Conference on Energy and Environment, (2013), 1-4
[21] Hassan, S., Implementation of Adaptive Hysteresis Current Controlled Shunt Active Filter for Non-Linear Loads, International Journal of Innovative Research in Electrical, Electronics, Instrumentation and Control Engineering, 2 (2014), No. 2, 1089-1093
[22] Wannakarn, P., Kinnares, V., Single-Phase Grid Connected Axial Flux Permanent Magnet Generator System with Harmonic Mitigation Functionality for Various Types of Nonlinear Loads, International Review of Electrical Engineering (IREE), 13 (2018), No.2, 157-164
[23] Dangeam, S., Kinnares, V., Implementation of a drive system for dual single-phase induction motor using a five-leg inverter with carrier-based space vector PWM technique, Przeglad Elektrotechniczny, 2021 (2021), No. 1, 78-85
[24] Charumit, Ch., Kinnares, V., Carrier-based unbalanced phase voltage space vector PWM strategy for asymmetrical parameter type two-phase induction motor drives, Science Direct, Electric Power Systems Research, 79 (2009), No. 7, 1127-1135

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

Publikacja


PRZEGLĄD ELEKTROTECHNICZNY- e-publikacja (pdf) z zeszytu 2021-11 , nr katalogowy 134126 licencja: Osobista Produkt cyfrowy Nowość	10.00 zł

Zeszyt


PRZEGLĄD ELEKTROTECHNICZNY- e-zeszyt (pdf) 2021-11 licencja: Osobista Produkt cyfrowy Nowość	55.00 zł

Prenumerata

PRZEGLĄD ELEKTROTECHNICZNY - prenumerata cyfrowa
licencja: Osobista

Produkt cyfrowy
Nowość

762.00 zł

PRZEGLĄD ELEKTROTECHNICZNY - PAKIET prenumerata PLUS
licencja: Osobista

Szczegóły pakietu

Nazwa
PRZEGLĄD ELEKTROTECHNICZNY - PAKIET prenumerata PLUS (Prenumerata papierowa + dostęp do portalu sigma-not.pl + e-prenumerata)	1002.00 zł brutto 927.78 zł netto 74.22 zł VAT (stawka VAT 8%)

1002.00 zł

PRZEGLĄD ELEKTROTECHNICZNY - papierowa prenumerata roczna + wysyłka
licencja: Osobista

Szczegóły pakietu

Nazwa
PRZEGLĄD ELEKTROTECHNICZNY - papierowa prenumerata roczna	960.00 zł brutto 888.89 zł netto 71.11 zł VAT (stawka VAT 8%)
PRZEGLĄD ELEKTROTECHNICZNY - pakowanie i wysyłka	42.00 zł brutto 34.15 zł netto 7.85 zł VAT (stawka VAT 23%)

1002.00 zł

Zeszyt

2021-11

Twój Koszyk

Publikacja

Zeszyt

Prenumerata

Zeszyt

Czasopisma