Uniwersalny algorytm modulacji wektorowej dla trójpoziomowych, trój i wielofazowych falowników NPC z balansowaniem napięć obwodu DC

Projekt dotyczy opracowania uniwersalnego algorytmu modulacji wektorowej dla trójpoziomowych, trój i wielofazowych falowników NPC z balansowaniem napięć obwodu DC. W układach napędowych głownie są stosowane silniki trójfazowe wraz z trójfazowymi falownikami napięcia. Wraz z tym coraz większym zainteresowaniem wśród naukowców i inżynierów cieszą się układy wielofazowe. Właśnie właściwości silników wielofazowych czynią te silniki interesującą alternatywą dla silników trójfazowych. W pięciofazowym silniku indukcyjnym możliwe jest zwiększenie momentu elektromagnetycznego o 15% poprzez iniekcję 3 harmonicznej prądu. Istnieje również możliwość niezależnego sterowania kilkoma silnikami zasilanymi z pojedynczego falownika. Co jednak wymaga użycia złożonego układu modulacji, który operuję m do potęgi n wektorami przestrzennymi, gdzie m-liczba poziomów, a n-ilość faz falownika, tak dla trójpoziomowego, pięciofazowego falownika algorytm modulacji ma doczynienie z 243 wektorami. Napędy wielofazowe cechuje większa niezawodność. Indukcyjne silniki wielofazowe mogą generować moment napędowy w przypadku uszkodzenia faz silnika/falownika. Badania zostaną przeprowadzone z wykorzystaniem trójpoziomowego pięciofazowego silnika z diodami poziomującymi (Neutral Point Clamping – NPC). Falowniki trójpoziomowe NPC (w wersji trójfazowej) są powszechnie wykorzystywane w aplikacjach przemysłowych. Falowniki o takiej topologii są używane w zakresie średnich napięć, gdzie umożliwiają formowanie napięć wyjściowych większych od napięcia blokowania półprzewodników. W aplikacji niskiego napięcia mogą one zastąpić powszechnie używane falowniki dwupoziomowe. Falowniki trójpoziomowe mogą być budowane z wykorzystaniem tańszych tranzystorów o niższym napięciu blokowania. Głównym problemem, który należy rozwiązać w wielofazowych wielopoziomowych falownikach napięcia jest utrzymanie (najlepiej) jednakowych napięć na kondensatorach obwodu pośredniczącego oraz poprawne generowanie wielu wektorów napięcia wyjściowego w przypadku, gdy napięcia obwodu pośredniczącego nie są jednakowe. Opracowany algorytm modulacji wektorowej będzie mógł być wykorzystywany w obu rozwiązaniach – w wielofazowym falowniku zasilającym pojedynczy silnik wielofazowy o zwiększonym momencie napędowym, jak również w pojedynczym falowniku zasilającym (n-1)/2 niezależnie sterowanych silników. Rozwiązanie takie zostanie opracowane w ramach projektu z uwzględnieniem konieczności balansowania napięć obwodu pośredniczącego.

Informacje szczegółowe

Program finansujący:: PRELUDIUM
Instytucja:: Narodowe Centrum Nauki (NCN) (National Science Centre)
Porozumienie:: UMO-2021/41/N/ST7/01968 z dnia 2021-11-26
Okres realizacji:: 2022-01-01 - 2022-12-31
Kierownik projektu:: dr inż. Dmytro Kondratenko
Realizowany w:: Katedra Automatyki Napędu Elektrycznego i Konwersji Energii
Typ zgłoszenia:: Krajowy Program Badawczy
Pochodzenie:: Projekt krajowy
Weryfikacja:: Politechnika Gdańska

Publikacje powiązane z tym projektem

wyników na stronę:
rok:
- zaznaczony Sortuj po rok od najnowszych
- Sortuj po rok od najstarszych
tytuł:
- zaznaczony Sortuj po tytuł A-Z
- Sortuj po tytuł Z-A
cytowania:
- Sortuj po cytowania malejąco
- Sortuj po cytowania rosnąco

Filtry

wszystkich: 6

Rok 2024

Dead time effects compensation strategy by third harmonic injection for a five-phase inverter
Publikacja
- Archives of Electrical Engineering - Rok 2024
This paper proposes a method for compensation of dead-time effects for a fivephase inverter. In the proposed method an additional control subsystem was added to the field-oriented control (FOC) scheme in the coordinate system mapped to the third harmonic. The additional control loop operates in the fixed, orthogonal reference frame ( α - β coordinates) without the need for additional Park transformations. The purpose of this method...

Pełny tekst do pobrania w portalu
Hybridized PWM Strategy for Three- and Multiphase Three-Level NPC Inverters
Publikacja
- A. Lewicki
- D. Kondratenko
- C. Odeh
- IEEE TRANSACTIONS ON INDUSTRIAL ELECTRONICS - Rok 2024
A 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...

Pełny tekst do pobrania w portalu

Rok 2023

A Simplified SVPWM Technique for Five-leg Inverter with Dual Three-phase Output
Publikacja
- D. Kondratenko
- A. Lewicki
- Rok 2023
This 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...

Pełny tekst do pobrania w portalu
Augmented speed control scheme of dual induction motors with mutual flux angle control loop
Publikacja
- Archives of Electrical Engineering - Rok 2023
This paper proposes an augmented speed control scheme of dual induction motors fed by a five-leg voltage source inverter (VSI) with a common/shared-leg. An additional control loop is proposed here and based on the mutual flux angle – the difference between flux angular positions of the IMs. The main purpose of this research is to minimize the energy losses in the common inverter leg by controlling the mutual flux angle, at equal...

Pełny tekst do pobrania w portalu
Increasing the Utilization of dc-link Voltage of a Five-Leg VSI Based on Rotor Angle Control of Dual Induction Motors
Publikacja
- Rok 2023
This paper introduces an increased utilization of the dc-link voltage of a five-leg voltage source inverter (VSI) based on the rotor flux angle control technique for dual induction motors, IM. The main purpose is to utilize additional abilities provided by a multi-motor drive system in limited operating conditions. Generally, a multi-motor drive system is widely used in electric vehicles (EVs), traction systems and in several industrial...

Pełny tekst do pobrania w portalu

Rok 2022

Single-phase, Five-level Inverter with SPWM-Based Neutral Point Voltage Balancing Scheme
Publikacja
- Rok 2022
Multilevel inverter topologies provide several advantages over two-level inverter configuration. These benefits are the reason for the growing interest in multilevel topologies among research society. One of the most popular topological concepts (diode and active switch clamping) requires neutral-point potential balancing due to series-connected capacitor banks across the input dc link in such derived inverter configurations. This...

Pełny tekst do pobrania w portalu

wyświetlono 620 razy