Linearizacija trifaznega DC /AC pretvornika

http://www.ro.feri.uni-mb.si

Linearizacija trifaznega DCLinearizacija trifaznega DC/AC/AC pretvornikapretvornika

Linearizacija trifaznega DCLinearizacija trifaznega DC/AC/AC pretvornikapretvornika

Predstavitev Individualnega Raziskovalnega DelaPredstavitev Individualnega Raziskovalnega DelaPredstavitev Individualnega Raziskovalnega DelaPredstavitev Individualnega Raziskovalnega Dela

Evgen Urlep

IRD 1

Maribor, 16.01.2004

Linearizacija DC/AC pretvornika

22

VsebinaVsebinaVsebinaVsebina

UvodUvod Trifazni DC/AC pretvornikTrifazni DC/AC pretvornik Nelinearnost veje pretvornikaNelinearnost veje pretvornika Statična karakteristikaStatična karakteristika Metode linearizacijeMetode linearizacije Eksperimentalni sistemEksperimentalni sistem RezultatiRezultati ZakljuZaključekček


33

UvodUvodUvodUvod

Trifazni DC/AC pretvornikTrifazni DC/AC pretvornik• Usmerniki s korekcijo faktorja Usmerniki s korekcijo faktorja

močimoči• Razsmerniki oz. viri napajanjaRazsmerniki oz. viri napajanja• Pogon izmeničnih motorjevPogon izmeničnih motorjev

ModulatorSVPWM,DPWM

UDC

DC/ACpretv.

DC/ACpretv.

3t1-t6

VodenjeVodenje

IM

Algoritem vodenja

UsmernikUsmernik

Enosmerna zbiralka UDC

ref

us

napajanje


44

UD C

T1 T5

T 2 T6

D1

D5

D2 D6

T3

T4

D3

D5

C

2

1

3

Trifazni DC/AC pretvornikTrifazni DC/AC pretvornikTrifazni DC/AC pretvornikTrifazni DC/AC pretvornik

DC link stikalna matrika izmenični motor

1( )

Tdc

i i io

Uu u t dt t

T T

Srednja vrednost vejne napetosti


55

U D C

i

u *

B O T

t

TO P

u

u

i > 0

i < 0

tm

T 1

T 2

D 1

D 2

Nelinearnost veje pretvornikaNelinearnost veje pretvornikaNelinearnost veje pretvornikaNelinearnost veje pretvornika

D2 D2 T1 D2D2

i>0 : T1,D2

i<0 : T2,D1


66

Simulacijski diagram meritve U/I karakteristikeSimulacijski diagram meritve U/I karakteristikeSimulacijski diagram meritve U/I karakteristikeSimulacijski diagram meritve U/I karakteristike

MATLAB/SimulinkMATLAB/Simulink SimPowerSystems toolboxSimPowerSystems toolbox

Vodenje


77

StatiStatična karakteristikačna karakteristikaStatiStatična karakteristikačna karakteristika

-8 -6 -4 -2 0 2 4 6 8-50

-40

-30

-20

-10

0

10

20

30

40

50

ia [A]

ud [

V]

IGBT

MOSFET

-8 -6 -4 -2 0 2 4 6 8-50

-40

-30

-20

-10

0

10

20

30

40

50

ia [A]

ud [

V]

IGBT

MOSFET

Eksperimentalni rezultatRezultat simulacije


88

Odvisnost karakteristikeOdvisnost karakteristike od mrtvih od mrtvih časovčasovOdvisnost karakteristikeOdvisnost karakteristike od mrtvih od mrtvih časovčasov

-6 -4 -2 0 2 4 6-1.5

-1

-0.5

0

0.5

1

1.5

ia (A)

u a (V

)

1 us1.33 us1.66 us

Deadtime

MOSFET

IRFZ48

UDC=48V

Eksperimentalni rezultatiEksperimentalni rezultati


99

Metode linearizacijeMetode linearizacijeMetode linearizacijeMetode linearizacije

Tokovno odvisna napetostna kompenzacijaTokovno odvisna napetostna kompenzacija• deluje na osnovi modeladeluje na osnovi modela

Kompenzacija s PI regulatorjemKompenzacija s PI regulatorjem• uporablja meritev prehodov napetosti s uporablja meritev prehodov napetosti s

komparatorjemkomparatorjem Kompenzacija z merjenjem preklopov napetostiKompenzacija z merjenjem preklopov napetosti

• uporablja izmerjeno zakasnitev uporablja izmerjeno zakasnitev


1010

Tokovno odvisna napetostna kompenzacijaTokovno odvisna napetostna kompenzacijaTokovno odvisna napetostna kompenzacijaTokovno odvisna napetostna kompenzacija

UDC

SV M IM3~uS

* u S

U k

R d

3

i s

• Uporablja smer in amplitude faznih tokov

• Zahteva dva parametra Uk in Rd


1111

Tokovno odvisna napetostna kompenzacijaTokovno odvisna napetostna kompenzacijaTokovno odvisna napetostna kompenzacijaTokovno odvisna napetostna kompenzacija

Kompenzacija je izvedena na preklopnih časih

UDC

SV MIM3~uS

* uS

T k

3

i ,i ,i1 2 3

R td

t ,t ,t1 2 3

+ ne potrebuje dodatnih meritev+ učinkovit algoritem

- občutljiva na offset toka- občutljiva na spremembe parametrov delovanja


1212

Kompenzacija s PI regulatorjemKompenzacija s PI regulatorjemKompenzacija s PI regulatorjemKompenzacija s PI regulatorjem

SV M IM3~uS*

uS

m east

k m

U DC

UDC /2

t1 ,2 ,3

Uporablja meritev dejanskega prehoda napetosti

u*

u i > 0

tm

t *

T s

t k mt k e

+ enostavni merilniki+ robustna na spremembe parametrov+ detekcija delovanja stikal

- potrebna dodatna meritev- potrebno je določiti par. PI reg.


1313

u *

u c

ui > 0

tm

t *

t 4

c t1

c

t 4 et 1 e

T s

Kompenzacija z merjenjem preklopov napetostiKompenzacija z merjenjem preklopov napetostiKompenzacija z merjenjem preklopov napetostiKompenzacija z merjenjem preklopov napetosti

eq 1

SVMus

udc

M3~

us*

u2

dc

measti

z-1

ti*

us^

tic

ˆ c dci i ia ib

Uu k u k t k t k

T

Estimirana srednja vrednost vejne napetosti

1( )

Tdc

i i io

Uu u t dt t

T T

Srednja vrednost vejne napetosti

Uporablja meritev preklopov vejnih napetosti

Kompenzacija

t =t -t1 1e

c *

t =t +t4 4e

c *

+ ne potrebuje parametrov+ preprost algoritem+ enostavni merilniki+ robustna na spremembe parametrov+ detekcija delovanja stikal+ možnost meritve vejnih napetosti

- potrebna dodatna meritev- kompleksen modulator


1414

Eksperimentalni sistemEksperimentalni sistemEksperimentalni sistemEksperimentalni sistem

IM

UDCmeritve

RS-232

DSP-2 TMS320C31

• Code composer

• TERM

3f MOSFET pretvornik

• 20A/60V DC


1515

Eksperimentalni rezultatiEksperimentalni rezultatiEksperimentalni rezultatiEksperimentalni rezultati

0 0.1 0.2 0.3 0.4 0.5 0.6 0.7 0.8 0.9 1-10

-5

0

5

10

t (s)

i1,

i2,i3

i1i2i3

0 0.1 0.2 0.3 0.4 0.5 0.6 0.7 0.8 0.9 1-20

-10

0

10

20

t (s)

tme1,t

me2,t

me3

tme1tme2tme3

Fazni tokovi nekompenziranega pretvornika

Mrtvi čas 1.66s


1616


Fazni tokovi kompenziranega pretvornika

0 0.1 0.2 0.3 0.4 0.5 0.6 0.7 0.8 0.9 1-20

-10

0

10

20

t (s)

i1,

i2,i3

0 0.1 0.2 0.3 0.4 0.5 0.6 0.7 0.8 0.9 1-5

0

5

10

t (s)

tme1,t

me2,t

me3

i1i2i3

tme1tme2tme3

Tokovno odvisna napetostna kompenzacijaTokovno odvisna napetostna kompenzacija


1717


Fazni tokovi kompenziranega pretvornika

0 0.1 0.2 0.3 0.4 0.5 0.6 0.7 0.8 0.9 1-20

-10

0

10

20

t (s)

i1,

i2,i3

i1i2i3

0 0.1 0.2 0.3 0.4 0.5 0.6 0.7 0.8 0.9 1-4

-2

0

2

4

t (s)

tme1,t

me2,t

me3

tme1tme2tme3

Kompenzacija s PI regulatorjemKompenzacija s PI regulatorjem

Kr=0.2Ti=0.8ms


1818

Primerjava rezultatovPrimerjava rezultatovPrimerjava rezultatovPrimerjava rezultatov

0 5 10 15 20 25 30 35-15

-10

-5

0

5

10

15

t (s)

i 1 (A

)

nekompenzirantok.odv.nap.kk.z merj.prekl.

20 22 24 26 28 30

-2

0

2

4

6

8

10

12

14

t (s)

i 1 (A

)


5 10 15 20 25 30 35 40 45

-0.2

0

0.2

0.4

0.6

0.8

1

abs(

fft(

i))

harmoniki

k. z mer. prekl.tok.odv.nap.knekompenziran


1919

Primerjava sPrimerjava statitatičnih kčnih karakteristikarakteristikPrimerjava sPrimerjava statitatičnih kčnih karakteristikarakteristik

-8 -6 -4 -2 0 2 4 6 8-1.5

-1

-0.5

0

0.5

1

1.5

i1 (A)

u a (V

)


-2 -1.5 -1 -0.5 0 0.5 1 1.5 2

-0.5

-0.4

-0.3

-0.2

-0.1

0

0.1

0.2

0.3

0.4

i1 (A)

u a (V

)



2020

ZaključekZaključekZaključekZaključek

Nelinearnost DC/AC pretvornika je možno uspešno Nelinearnost DC/AC pretvornika je možno uspešno kompenziratikompenzirati

Tokovno odvisna napetostna kompenzacija ne Tokovno odvisna napetostna kompenzacija ne zahteva dodatnih vezij. zahteva dodatnih vezij.

Kompenzacija z merjenjem preklopov napetosti je Kompenzacija z merjenjem preklopov napetosti je neobčutljiva na spremembo delovne točke neobčutljiva na spremembo delovne točke • Izvedba zahteva dodatne meritveIzvedba zahteva dodatne meritve• Ne potrebuje parametrovNe potrebuje parametrov• Detekcija pravilnosti delovanja pretvornikaDetekcija pravilnosti delovanja pretvornika• Omogoča meritev faznih napetostiOmogoča meritev faznih napetosti

http://www.ro.feri.uni-mb.si

Hvala za pozornost!Hvala za pozornost!Hvala za pozornost!Hvala za pozornost!

Documents

Linearizacija trifaznega DC /AC pretvornika