A novel digital control algorithms are developed for an active power filter (APF) using a pulse-width modulated (PWM) rectifier with current link. A main control algorithm compensating both the reactive power and harmonic currents with fast dynamic response is derived through a vector approach. A space vector modulation technique is developed for the PWM rectifier in order to generate the desired current vector of the APF. The system generates no acoustic noise and it is implemented with a minimal control hardware structure using the Intel 80196 single-chip microcomputer. Experimental results show that the proposed scheme gives good dynamic and static performance for the APF system.
The Transactions of The Korean Institute of Electrical Engineers
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v.56
no.4
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pp.716-723
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2007
This paper suggests of a 3-phase 3-wire unified active power filter. The system is composed of a series active power filter and a parallel active power filter. The proposed series active power filter compensating unbalance source voltage and current harmonics of the parallel active power filter improves power factor. The proposed algorithm which improves for power factor and harmonic reduction are calculated by the performance function, and which compensates for the unbalanced source voltage is calculated based on the symmetrical component analysis. We composed a combined system of the series active power filter and parallel active power filter to confirm a validity of the proposed control methods. The effectiveness of the proposed algorithm is confirmed by the experiments.
현재 DSP는 음성 및 오디오 신호처리 시스템, 디지털 통신 시스템, 제어 시스템, 영상처리 시스템 등 많은 영역에 걸쳐 성공적으로 사용되고 있다. 몇가지 대표적인 활용분야를 살펴보면, 음성신호 압축 분야 [1-4], MPEG (moving picture expert group)과 같은 오디오신호 압축분야[5,6], 그리고 디지털 통신 시스템에서의 적응 반향제거기, 적응 동화기, 채널간섭 제거, 변복조기, 채널 코딩, 암호화기[7-14] 등에서도 DSP가 사용되고 있다. 그리고 수중 음향 신호처리[15], 디지털 필터 디자인, 전력 스펙트럼 추정, 수중 음향 신호처리 같은 디지털 신호처리 분야[16-23]와 적응 신호처리[24-26], 이외에도 능동 소음 제어기 및 적응 제어기와 같은 제어 시스템 [27]에도 유용하게 이용되고 있다. 또한 영상 압축, 디지털 방송, 의료기기 등과 같은 영상처리 분야[28-32] 및 그 밖의 많은 분야에서 DSP의 활용은 점점 커져가고 있는 추세이다.
In the current source type active power filter, the DC current source is implemented using an inductor with large inductance by maintaining the inductor current constantly. In this case, to compensate the loss of the switching devices of the power converter and the inductor, some real power should be supplied to the filter from the source. This process is analyzed through the equivalent circuit which expresses the loss of the switching devices and the inductor with the equivalent resistor R. This work discusses the validation of this DC side equivalent circuit and points out the problems, through the experiments using the experimental active power filter with 220V, 10KVA ratings, and suggests a more accurate equivalent circuit which puts the saturation voltage of the power transistors and the threshold voltage of the diodes into consideration.
본 논문에서는 완전균형 상보형 적분기에서 그 이득과 단위이득 주파수 특성을 향상시킬 수 있는 high-swing cascode 구조를 이용한 새로운 적분기를 설계하였다. 설계된 high-swing cascode 적분기는 $0.25{\mu}m$ n-well CMOS 공정 파라미터를 이용하여 HSPICE 시뮬레이션 하였으면, 그 결과 제안된 회로는 2V 공급전압에서 전력소모는 1.04mW이고 차단주파수는 100MHz를 갖으며 이득은 51dB로서 이 적분기를 이용한 능동필터 설계시 요구조건인 40dB 이상의 이득 값을 만족한다.
In this paper, a novel control scheme compensating for source voltage unbalance and current harmonics and power factor simultaneously in unified active power filter systems combined with shunt passive filters is proposed, where no low/high-pass filter are used in deriving the reference voltage for compensation. Using digital all-pass filters, the phase angle and the reference voltages compensating for harmonic current and unbalanced voltage are derived from the positive sequence component of the unbalanced voltage. The amplitude of d-axis current in a series filter is controlled as zero for power factor correction. The validity of the proposed control scheme has been verified by experimental results.
Kim, Myoung-Hyun;Lim, Seung-Won;Han, Yoon-Seok;Kim, Young-Seok;Won, Chung-Yuen;Choi, Se-Wan
Proceedings of the KIEE Conference
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1999.11b
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pp.349-351
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1999
This paper presents a new control algorithm for series active power filters that are applied to 3-phase 3-wire and 3-phase 4-wire systems with capacitive loads. It is difficult to reduce harmonic currents in neutral lines of the 3-phase 4-wire systems using conventional series active power filter control methods. 3-phase 4-wire series active power filter systems using the proposed method in this study lower neutral line harmonics. Simulation was carried out to verify the algorithm.
This paper deals with the PWM controlled active AC power filter. A new PWM control method from the viewpoint of speed and simplicity is proposed. And a microprocessor-based controller is used to realize the active AC power filter. The existing PWM control methods are primarily based on Fourier series expansion and these methods need FFT calculation and solving nonlinear harmonic equations, which are heavy burden to real-time control. The proposed method is based upon generalized pulse series expansion and needs only definite integrals of harmonic signal. So, computational effort can be reduced by a large margin. The digital circuit using 16-bit microprocessor is designed to implement the actual active power filler.
The Transactions of the Korean Institute of Electrical Engineers
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v.34
no.9
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pp.361-367
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1985
A new injection method is proposed for active power filters to eliminate AC harmonics in ac input current of nonlinear loads such as rectifiers. By injecting the PWM current determined by the proposed injection method, all the harmonics up to order nn can be eliminated to exactly zero. This PWM injection current can be generated by sampling total harmonic wave at the rate of M and the sampled values are converted into the proposed PWM wave with N pulse-width variables and adjustable current magnitude Im. These variables are deetermined by solving a set of N nonlinear harmonic equations and the harmonic-elimination characteristics of the new injection are investigated through digital computer sinmulation. Also by comparing between the simulated results and the ones synthesized by data stored in EPROM, the possibility of the suggested injection method can be shown.
This paper deals with single-phase unified power quality conditioner(UPQC), which aims at the integration of series-active and shunt-active filter. The series filter is used to compensate for the voltage distortions and the shunt filter is used to provide reactive power and counteract the harmonic current injected by the load. Also, the voltage of the DC link capacitor is controlled to a desired value by the shunt active filter. The performance of UPQC under load nonlinearities conditions is investigated using simulation as well as experimental results.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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