Search
Search results for: 3D-PWM
-
A new concept of PWM duty cycle computation using the Barycentric Coordinates in a Three-Dimensional voltage vectors arrangement
PublicationThe paper presents a novel approach to the Pulse Width Modulation (PWM) duty cycle computing for complex or irregular voltage vector arrangements in the two (2D) and three–dimensional (3D) Cartesian coordinate systems. The given vectors arrangement can be built using at least three vectors or collections with variable number of involved vectors (i.e. virtual vectors). Graphically, these vectors form a convex figure, in particular,...
-
A New Three-Dimensional Space Vector Modulation for Multilevel Four-Leg Converters Based on the Shape Functions of Tetrahedral Element
PublicationThe paper proposes a new three-dimensional space vector pulse-width modulation (3D-SVPWM) algorithm for multilevel four-leg converters. The proposed PWM duty cycle calculation is based on the shape functions of the threedimensional tetrahedral finite elements. The algorithm ensures synthesis of accurate and undistorted output voltages even under significant imbalance or ripple in the DC-link voltages. At the same time, the algorithm...
-
Budowa i sterowanie układu równoważenia napięć w obwodziepośredniczącym czteropoziomowego przekształtnika 4l-DCC
PublicationW artykule opisano budowę nowego układu równoważenia napięć w obwodzie pośredniczącym czteropoziomowego przekształtnika4L-DCC (ang. Four Level Diode Clamped Converter) oraz zaproponowano dwa alternatywne algorytmy modulacji szerokości impulsów - modulacjęPD-PWM (ang. Phase Disposition PWM) oraz PO-PWM (ang. Phase Opposition PWM). Zawarto rozważania dotyczące realizacji układu regulacjinapięć kondensatorów obwodu pośredniczącego.
-
A Direct Modulation for Matrix Converters based on the Onecycle Atomic operation developed in Verilog HDL.
PublicationThis paper presents a fast direct Pulse Width Modulation (PWM) algorithm for the Conventional Matrix Converters (CMC) developed in Verilog Hardware Description language (HDL). All PWM duty cycle calculations are performed in one cycle by an atomic operation designed as a digital module using FPGA basic blocks. The algorithm can be extended to any number of output phase. The improved version of the discontinuous Direct Analytic...
-
Dwukierunkowy przekształtnik 4L-DC z aktywną regulacją napięć w obwodzie pośredniczącym
PublicationW artykule opisano model laboratoryjny i wyniki badań dwukierunkowego symetrycznego (ang. Back-to-Back) przekształtnika 4L-DC (ang. Four Level Diode Clamped) z dwukierunkowym dwustopniowym przetwarzaniem energii (połączenie typu ang. Back-To-Back). W celu równoważenia i regulacji napięć kondensatorów w obwodzie pośredniczącym układu zastosowano dwa trójpoziomowe przerywacze DC-DC sterowane synchronicznie metodą modulacji PO-PWM...
-
An Extended Control of the Input Angle for Matrix Converters Connected with the Non-Unity Power Factor Loads.
PublicationThis paper proposes a novel PWM modulation algorithm for Multiphase Conventional Matrix Converters (MCMC), with 3 inputs and k outputs, using the transfer function of the load angle. The proposed approach extends the range of power angle control at the input during the operation with a maximum voltage transfer ratio. The proposed concept is based on the Direct Analytic Voltage PWM (DAV--PWM) modulation with an elliptical trajectory...
-
Estimation of interior-permanent-magnet-synchronous-motor rotor position by analysis of phase-current derivatives
PublicationThis paper describes an algorithm for estimation of IPMSM rotor angular position. The algorithm uses derivatives of motor phase currents resulting from PWM modulation to obtain the rotor position. The presented method is designed for medium- and high-speed range, since it is based on determination of the EMF vector. Calculation of the motor position is performed in every PWM cycle. The standard SV-PWM method is used to determine...
-
IPMSM rotor position estimator based on analysis of phase current derivatives
PublicationThis paper describes an algorithm for estimation of IPMSM angular rotor position. The algorithm uses derivatives of motor phase currents resulting from PWM modulation to obtain the rotor position. The presented method is designed for medium- and high-speed range, since it is based on determination of the EMF vector. Algorithm is characterised by a very simple formulae. The calculation of rotor position is performed in every PWM...
-
Derivation of motor mean phase currents in PMSM drives operating with low switching-to-fundamental frequency ratio
PublicationPulse width modulation (PWM) of inverter output voltage causes the waveforms of motor phase cur-rents to consist of distinctive ripples. In order to provide suitable feedback for the motor current con-trollers, the mean value must be extracted from the currents’ waveforms in every PWM cycle. A com-mon solution to derive the mean phase currents is to sample their value at the midpoint of a symmetrical PWM cycle. Using an assumption...
-
Hybridized PWM Strategy for Three- and Multiphase Three-Level NPC Inverters
PublicationA simple hybridized pulsewidth modulation (PWM) algorithm for three- and multiphase three-level neutral point clamped (NPC) inverters is proposed. The proposed solution is based on classical space vector PWM (SVPWM) algorithms for two-level inverters but can also be based on sinusoidal PWM with min–max injection. An additional level of output voltage is obtained by modifying the resulting switching patterns taking into account...
-
Error analysis of calculating average d-q current components using Regular Sampling and Park transformation in FOC drives
PublicationIn electric drives using voltage source inverters, motor currents contain ripple component resulting from pulse-width modulated (PWM) voltage. The frequency range of the ripples is much higher than the bandwidth of current control. Therefore the control is performed on the basis of a fundamental current component, i.e. average value with the averaging time being the PWM period. In majority of cases the average current is measured...
-
High Frequency Harmonics Emission in Smart Grids
PublicationPulse-width modulated rectifiers are nowadays commonly used for AC to DC power conversion. PWM rectification technology is very effective and allows for bidirectional power flow with the possibility of power factor improvement and low-order harmonic emission limitation. Unfortunately, employed PWM boost topology results with generation of input current harmonic distortions in a frequency range tightly correlated to modulation frequency....
-
Low Frequency Conducted Emissions of Grid Connected Static Converters
PublicationPulse-width modulated rectifiers are nowadays commonly used for AC to DC power conversion. PWM rectification technology is very effective and allows for bidirectional power flow with the possibility of power factor improvement and low-order harmonic emission limitation. Unfortunately, employed PWM boost topology results with generation of input current harmonic distortions in a frequency range tightly correlated to modulation frequency....
-
A New Approach to the PWM Modulation for the Multiphase Matrix Converters Supplying Loads with Open-End Winding.
PublicationThis article presents three variants of the Pulse Width Modulation (PWM) for the Double Square Multiphase type Conventional Matrix Converters (DSM-CMC) supplying loads with the open-end winding. The first variant of PWM offers the ability to obtain zero value of the common-mode voltage at the load's terminals and applies only six switches within the modulation period. The second proposal archives for less Total Harmonic Distortion...
-
High Frequency Harmonics Emission of Modern Power Electronic AC-DC Converters
PublicationModern AC/DC converters with bidirectional power flow employing PWM boost topology generate harmonic distortions of input current in relatively high frequency range tightly related to modulation carrier frequency. These frequencies and its multiples in typical applications are usually located in frequency range from single up to several of kHz. Increased harmonic emission in this frequency range can easily and harmfully influence...
-
Common-Mode Voltage and Bearing Currents in PWM Inverters: Causes, Effects and Prevention
PublicationIn modern induction motor drives an increase of transistors' switching frequency and a decrease of switching times are the sources of some serious problems. The high dv/dt and the common mode voltage generated by the inverter PWM control results in the appearances of bearing currents, shaft voltages, motor terminal overvoltages, the decrease of motor efficiency, and electromagnetic interference. The aspects of common mode (CM)...
-
space-vector pulse width modulation for three-level npc converter with the neutral point voltage control
PublicationPrzedstawiono strategię modulacji PWM dla trójpoziomowych falowników NPC z predykcją i kompensacją asymetrii rozkładu napięcia na kondensatorach obwodu pośredniczącego
-
Selective Harmonic Elimination PWM For a Cascaded Multi-level Inverter
PublicationThis paper deals with the selective harmonic elimination pulse width modulation (SHE-PWM) technique. This technique is used for the elimination of selected dominant low order harmonics in the multi-level inverter output voltage. The presence of these harmonics is the essential drawback of such kind of inverters; especially when it is used for the control of different AC drivers. The SHE-PWM is based...
-
Application of Analytic Signal and Smooth Interpolation in Pulse Width Modulation for Conventional Matrix Converters
PublicationThe paper proposes an alternative and novel approach to the PWM duty cycles computation for Conventional Matrix Converters (CMC) fed by balanced, unbalanced or non–sinusoidal AC voltage sources. The presented solution simplifies the prototyping of direct modulation algorithms. PWM duty cycles are calculated faster by the smooth interpolation technique, using only vector coordinates, without trigonometric functions and angles. Both...
-
Synchronized six-step voltage generation in high-speed PMSM drive
PublicationSynchronized voltage generation has already been considered in the context of pulse width modulation (PWM). References prove that synchronized PWM substantially decreases subharmonics in inverter output voltage when operating with low switching-to-fundamental frequency ratio. This paper identifies problems of unsynchronized voltage generation in electric drives under six-step inverter operation. Guidelines for the synchronization...
-
Sensorless IPMSM drive with rotor position estimator based on analysis of phase current derivatives
PublicationThis paper describes a sensorless Interior Permanent Magnet Synchronous Motor (IPMSM) drive designed for traction applications. Wide-speed sensorless operation is provided with the use of three methods of rotor position estimation designed for: a standstill, low- and high-speed range. The paper focuses on the high-speed estimation algorithm. The estimator uses the derivatives of motor phase currentsresulting from PWM modulation...
-
Size and mass minimization of capacitor bank in a power converter DC line of DC drive with closed loop control system with PWM and current limitation
PublicationPaper deals with evaluation equations for power filter of AC-DC power converter which allows to provide size and mass minimization of capacitor bank in DC drive closed loop systems with PWM and current limitation. Reliability of provided equations is proved by simulation in MATLAB/Simulink
-
Control strategy for the multilevel cascaded H-bridge converter
PublicationThe paper presents the control strategy for Cascaded H-bridge (CHB) converter . The converter output voltage using Space-Vector Pulse Width Modulation (SV-PWM) strategy is controlled. The DC-link voltages are controlled by appropriate choice of H-Bridges and appropriate choice of active and passive vectors.
-
Active Power Quality Controllers
PublicationDynamic Static Synchronous Compensator is the most important controller for distribution networks and probably in SEEN. It has been widely used since the 1990s to regulate system voltage precisely, improve voltage profile, reduce voltage harmonics, reduce transient voltage disturbances and load compensation. Rather than using conventional capacitors and inductors combined with fast switches, the D-STATCOM uses a power-electronics...
-
The effect of PWM frequency on the effectiveness of protection against electric shock using residual current devices
PublicationW artykule przedstawiono analizę widmową odkształconego prądu ziemnozwarciowego z obwodu silnika o regulowanej prędkości obrotowej za pomocą przemiennika częstotliwości. Oceniono skuteczność ochrony przeciwporażeniowej wykorzystującej wyłączniki różnicowoprądowe przy różnych wartościach częstotliwości PWM przemiennika. Przedstawiono charakterystykę działania proponowanego wyłącznika różnicowoprądowego.
-
A boost topology active power factor corrector.
PublicationPrzedstawiono układ analogowego aktywnego korektora zbudowanego na układzie scalonym kontrolera PWM oraz tranzystorem MOS jako okresowo przełączonym kluczem. Układ korektora zapewnia pobór prądu z sieci energetycznej w postaci przebiegu prawie sinusoidalnego o małych zniekształceniach i w fazie z sinusoidalnym napięciem sieci.
-
Single and Three -Phase PWM AC/AC Converters as Semiconductor Transformers
PublicationAC voltage transformation circuits contain pure or reactance PWM AC/AC converters. These circuits can be treated as AC/AC semiconductor transformers. This paper reviews single-phase and three-phase topologies: both non-isolated and isolated, single as well as two quadrant structure. Additionally, this paper present selected examples of their applications.
-
Przekształtnik prądu jako sterownik w układach napędowych z silnikami indukcyjnymi
PublicationThe circuits used for power conversion applied in drives with electric machines are classified into two groups: voltage source inverters (VSI) and current source inverters (CSI). Application of the current source inverter results in better properties of drive than application of voltage source inverter because there is no output filter. The development of power electronics and especially the IGBTs, in which on/off-times are very...
-
Bezczujnikowe sterowanie trakcyjnym silnikiem IPMSM małej mocy
PublicationThis paper describes an algorithm for estimation of IPMSM angular rotor position. The algorithm uses derivatives of motor phase currents resulting from PWM modulation to obtain the rotor position. Control of the IPMSM electromagnetic torque requires a precise estimation of the rotor angular position throughout the wide speed range. This involves using a set of estimation methods switched with the dependence on the actual rotor...
-
Direct modulation for conventional matrix converters using analytical signals and barycentric coordinates
PublicationThis paper proposes the generalized direct modulation for Conventional Matrix Converters (CMC) using the concept of analytical signals and barycentric coordinates. The paper proposes a novel approach to the Pulse Width Modulation (PWM) duty cycle computing, which allows faster prototyping of direct control algorithms. The explanation of the new idea using analytical considerations demonstrating the principles of direct voltage...
-
Current Source Inverter Fed Drive
PublicationThis book covers three-phase and multiphase (more than three-phase) motor drives including their control and practical problems faced in the field (e.g., adding LC filters in the output of a feeding converter), are considered. The new edition contains links to Matlab®/Simulink models and PowerPoint slides ideal for teaching and understanding the material contained within the book. Readers will also benefit from the inclusion of: A...
-
The effect of PWM frequency on the effectiveness of protection against electric shock using residual current devices
PublicationW referacie przedstawiono analizę widmową odkształconego prądu ziemnozwarciowego z obwodu silnika o regulowanej prędkości obrotowej za pomocą przemiennika częstotliwości. Oszacowano wpływ tego odkształcenia na próg fibrylacji serca. Analizowano skuteczność ochrony przeciwporażeniowej wykorzystującej wyłączniki różnicowoprądowe przy różnych wartościach częstotliwości PWM przemiennika. Przedstawiono charakterystykę działania zaproponowanego...
-
Realizacja modulacji bazującej na koncepcji wektorów wirtualnych z wykorzystaniem funkcji kształtu dla przekształtników trójpoziomowych NPC
PublicationW 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 różnychalgorytmów sterowania...
-
Kompensacja wpływu czasu martwego i spadków napięcia na przewodzących elementach półprzewodnikowych w falowniku napięcia.
PublicationW artykule przedstawiono metodę kompensacji wpływu czasu martwego i spadków napięcia na przewodzących elementach półprzewodnikowych. Zaprezentowano wyniki badań symulacyjnych i eksperymentalnych, które dowodzą, iż zaproponowana metoda kompensacji efektywnie zmniejsza wpływ zniekształceń napięcia na wyjściu falownika w szerokim zakresie zmian wartości częstotliwości nośnej w przypadku modulacji PWM oraz RPWM.
-
DC-link voltage balancing in cascaded H-Bridge converters
PublicationIn the paper a DC-link voltage balancing strategy for multilevel Cascaded H-Bridge (CHB) converter is proposed. Presented solution bases on optimal choice of active vector durations in Space-Vector Pulse Width Modulation (SV-PWM). It makes it possible to DC-link voltages control and to properly generate the output voltage vector in the case of DC-link voltage unbalance. Results of simulation and experimental researches...
-
High Performance Control of AC Drives with Matlab/ Simulink
PublicationExplore this indispensable update to a popular graduate text on electric drive techniques and the latest converters used in industry. The Second Edition of High Performance Control of AC Drives with Matlab®/Simulink delivers an updated and thorough overview of topics central to the understanding of AC motor drive systems. The book includes new material on medium voltage drives, covering state-of-the-art technologies and challenges...
-
A Simplified SVPWM Technique for Five-leg Inverter with Dual Three-phase Output
PublicationThis article proposes a simplified space vector pulse-width modulation (SVPWM) technique five-leg inverter with dual three-phase output. An idea to fed the dual tree-phase machine by the multiphase voltage source inverters (VSIs) is not new. Dual- and multi-motor drive systems are widely used in the industry applications. The most popular fields are: electric vehicles (EVs) and traction systems. Moreover, the specific characteristic...
-
Modelowanie propagacji i filtracji zniekształceń w lokalnych sieciach elektroenergetycznych
PublicationW artykule opisano przykład wpływu pracy UPS o mocy 30 kVA na sieć zasilającą i odbiorczą. Prostownik typu boost PWM pobiera prąd o znacznej zawartości harmonicznych o częstotliwości na poziomie kHz i jest źródłem zaburzeń propagowanych na obwody odbiorcze. Za cel pracy przyjęto odwzorowanie obserwowanych procesów generacji i propagacji zaburzeń za pomocą modelowania obwodowego.
-
Czteropoziomowy falownik napięcia 6 kV typu "Diode Clamped". Budowa i sterowanie.
PublicationW artykule rozpatrzono zagadnienia budowy falowników PWM dużej mocy i średniego napięcia. Opisano model laboratoryjny 4-poziomowego falownika napięcia typu "Diode Clamped", przeznaczony do weryfikacji eksperymentalnej rozwiązań "software" i "hardware" takiego pierwszego polskiego prototypu 6kV/1MVA. Przedstawiono algorytm SVPWM zaimplementowany w układzie DSP. Zamieszczono wybrane wyniki eksperymentalne badań modelu oraz omówiono...
-
Pulse-Width Modulation of Power Electronic DC–AC Converter
PublicationThe Second Edition of High Performance Control of AC Drives with Matlab®/Simulink delivers an updated and thorough overview of topics central to the understanding of AC motor drive systems. The book includes new material on medium voltage drives, covering state-of-the-art technologies and challenges in the industrial drive system, as well as their components, and control, current source inverter-based drives, PWM techniques for...
-
Zastosowanie tranzystorów IGBT w napędach maszyn wibracyjnych
PublicationPrzedstawiono układ elektroniczny stopnia mocy maszyny wibracyjnej i przetwarzanie cyfrowe sygnałów sterujących. W rozwiązaniu tym zastosowano układ mostka tranzystorów IGBT sterowany mikroprocesorowo przy użyciu generatora PWM, który wytwarza sygnał o przebiegu prostokątnym z cyfrowo regulowanym wypełnieniu oraz z możliwością zmiany częstotliwości w dużym zakresie. Wykonany stopień mocy zastosowano do zasilania wzbudnika drgań...
-
Zastosowanie funkcji kształtu w sterowaniu przekształtnikami matrycowymi w warunkach asymetrii napięć zasilających
PublicationW 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....
-
Zastosowanie funkcji kształtu w sterowaniu przekształtnikami matrycowymi w warunkach asymetrii napięć zasilających
PublicationW 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....
-
Four Level Diode-Clamped Back-To-Back Converter with Active DC Link Voltage Control
PublicationThis article presents the design and control of 4L-DC back-to-back converter. To solve the DC link voltage balancing problem in four-level converter a new three-level double chopper topology based on PO-PWM modulation was designed and successfully tested. Also, the paper describes two phase space vector pulse width modulation 2P-SVPWM based on the shape function of finite elements. The control structure with modified Dead-Beat...
-
The effect of earth fault current harmonics on tripping of residual current devices
PublicationSzerokie zastosowanie przekształtników, a w szczególności przemienników częstotliwości sprawia, że wyłączniki różnicowoprądowe znajdują się w obwodach, w których może płynąć odkształcony prąd ziemnozwarciowy. Prąd ziemnozwarciowy w obwodach z przemiennikami częstotliwości zawiera harmoniczne, których rząd głównie zależy od częstotliwości PWM. Odkształcony prąd wpływa na poprawne wyzwalanie wyłączników różnicowoprądowych. W artykule...
-
Analiza stabilności pracy sieciowych pojazdów z napędem energoelektronicznym.
PublicationNowoczesne pojazdy trakcyjne są wyposażane w filtry wejściowe LO, falowniki napięcia z modulacją PWM, silniki indukcyjne o łącznej mocy kilku MW oraz sterowniki komputerowe, realizujące algorytmy sterowania napędem. Jednym z zagrożeń w funkcjonowaniu tego typu pojazdów jest potencjalna możliwość pojawienia się oscylacji napięcia i prądu w układzie zasilania. Przedstawiono rezultaty komputerowej analizy systemu - podstacje trakcyjne,...
-
Power Surge Compensator based on a Four Level Diode Clamped Inverter for ship application. Average model
PublicationPaper presents continuous average value model of Power Surge Compensator based on a Four Level Diode Clamped Inverter with super capacitor as a energy storage device. This conditioner is design for power surge or fluctuation elimination, by compensating it with energy stored in ESD. Continuous average value model of multilevel S-PWM has been presented also. Summary of raised problem is a simulation model made in PowerSim Psim 8...
-
Modelowanie propagacji i filtracji zniekształceń w lokalnych sieciach elektroenergetycznych
Publicationstr. 67-69, 9 rys., 4 poz. lit.W referacie opisano przykład wpływu pracy UPS o mocy 30 kVA na sieć zasilającą i odbiorczą. Prostownik typu boost PWM pobiera prąd o znacznej zawartości harmonicznych przy podstawowej częstotliwości 11 kHz i jest źródłem zaburzeń propagowanych na obwody odbiorcze. Za cel pracy przyjęto odwzorowanie obserwowanych procesów generacji i propagacji zaburzeń za pomocą modelowania obwodowego.
-
Niekorzystny wpływ przekształtnikowego zasilania PWM na silniki asynchroniczne trakcyjne
PublicationThe electric traction drives with an AC motor fed by a frequency converter are used more and more often nowadays. The most significant side effects, of a converter's output voltage forming PWM method for AC motor windings, are steep voltage changes, which can initiate several destructive phenomena. The paper presents the adverse influence of a converter common mode voltage on the motor windings' increased voltage exposure and the...
-
Destructive impact of PWM inverters on traction AC motors
PublicationThe electric traction drives with an AC motor fed by a frequency converter are used more and more often nowadays. The most significant side effects, of a converter's output voltage forming PWM method for AC motor windings, are steep voltage changes, which can initiate several destructive phenomena. The paper presents the adverse influence of a converter common mode voltage on the motor windings's increased voltage exposure and...