This paper presents the control algorithm of single-phase hybrid active power filter for the compensation of harmonic current components in nonlinear R-L load with passive active Power filters. To construct two phase system, an imaginary second phase was made. In this proposed method, the new signal which is the delayed through the filtering by the phase-delay property of low-pass filter is used as the secondary phase. Because two-phases have the different phase, the instantaneous calculation of harmonic current is possible. In this paper, a reference voltage is created by multiplying the coefficient k by the compensation current using the rotating reference frame synchronized with the source-frequency, not applying to instantaneous reactive power theory which has been used with the existing fixed reference frames In order to verify the validities of the proposed control methods, experiments are carried out with the prototypes of single-phase hybrid active power filter.
In this paper, we study a series active power filter to compensate current harmonics and unbalanced source voltages. Conventional control methods for compensating unbalanced source voltages use source voltages to calculate compensation voltages, and in addition use load voltages to regulate load voltages. But the proposed control method uses load voltage to compensate unbalanced source voltages and regulate load voltages. And we propose a control method to reduce current harmonics which can calculate compensation voltages directly from source currents and load voltages. By well-matched operation of two control methods, the series active power filter can compensate current harmonics, unbalanced source voltages, and regulate load voltages. We compose a combined system of the series active power filter and parallel passive filters to confirm a validity of proposed control methods. The results from experiments are presented to demonstrate effectiveness of the proposed method.
Recently, the increasing application of electronic equipments and information devices has heightened the interest in power qualify. The term power quality is applied to a wide range of electromagnetic phenomena on the power system and is also concentrated by all areas such as utilities, their customers and suppliers of load equipments. In engineering terms, power Qualify is expressed by voltage qualify because the power supply system can only control the quality of the voltage. Therefore, the standards in power quality area are devoted to keep the supply voltage within allowable limits. This paper deals with single-phase unified power quality conditioner (UPQC), which ai s at the integration of series-active and shunt-active filter. The series filter il 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 validity of the proposed UPQC is demonstrated using both the MATLAB/SIMULINK simulation and the experimental device with DSP (TMS320C32).
In this paper, a new simple control method for active power filter which can realized the complete compensation of the harmonic currents is proposed. In the proposed scheme, a compensating current reference generator employing resonance model implemented by a DSP(Digital Signal Processor) is introduced. Deadbeat control is employed to control the active power filter. The switching pulse width based SVM(Space Vector Modulation) is adopted so that the current of active power filter is been exactly equal to its reference at the next sampling instant. To compensate the computation delay of digital controller, the prediction of current is achieved by the current observer with deadbeat response.
This paper describes a low-cost single-phase active power filter, which consists of a half-bridge PWM inverter with a simple control circuit. In order to verify the performance of proposed active power filter, many computer simulations with EMTP codes and experimental works with a hardware prototype were done. Both results confirm that the proposed active power filter shows excellent performance to eliminate the harmonics generated in the single-phase non-linear load. The active power filter has advantage of low implementation cost and compact size, using a half-bridge inverter and a simple control circuit with only one current sensor. So, it can be fabricated as a plug-in type. This paper shows the necessity and a good possibility to apply such advantage to the electric railway system.
This paper proposes and designs a new output filter called an LCFL filter for application to three phase three wire shunt active power filters (SAPF). This LCFL filter is derived from a traditional LCL filter by replacing its capacitor with a C-type filter, and then constructing an L-C-type Filter-L (LCFL) topology. The LCFL filter can provide better switching ripple attenuation capability than traditional passive damped LCL filters. The LC branch series resonant frequency of the LCFL filter is set at the switching frequency, which can bypass most of the switching harmonic current generated by a SAPF converter. As a result, the power losses in the damping resistor of the LCFL filter can be reduced when compared to traditional passive damped LCL filters. The principle and parameter design of the LCFL filter are presented in this paper, as well as a comparison to traditional passive damped LCL filters. Simulation and experimental results are presented to validate the theoretical analyses and effectiveness of the LCFL filter.
능동전력필터의 성능은 인버터의 특성, 제어 방법, 그리고 기준신호발생기의 정확도에 좌우된다. 이중에서 기준신호발생기의 정확도는 능동전력필터의 성능을 결정짓는 가장 중요한 요소이다. 본 논문은 개선된 적응예측필터로 구성한 새로운 기준신호발생기에 대해 소개하고 그 성능을 MATLAB을 이용한 시뮬레이션으로 검증하였다. 그리고 실제 하드웨어의 적용타당성을 평가하기 위해 개선된 기준신호발생기로 구성한 알고리즘을 TMS320C31 DSP(digital signal processor)에 구현하고 이 기준신호발생기를 기반으로 하는 단상능동전력필터의 축소모형을 제작하여 실험을 실시하였다. 시뮬레이션과 실험결과로 제안하는 기준신호발생기가 위상지연이 없는 기준신호를 추출하여 능동전력필터에 활용가능하며 그 성능도 대단히 우수함을 알 수 있었다.
This paper proposes transformerless power conversion system consisting of a single-phase diode rectifier and a shunt hybrid filter for the electric-railway system. The hybrid filter consists of a single tuned LC filter per a phase and a low-rated NPC type multi-level inverter. Compared with conventional active filters. transformers are not used. Also, LC filter works as not only a harmonic filter tuned at the 3rd harmonic frequency but also a switching-ripple filter. The rating of the active filter can be decreased by using a NPC type multi-level inverter. The simulation results confirm the validity of the system.
비선형 반도체 전력변화장치의 사용이 급증함에 따라 전원 측에 발생되는 고조파 및 무효전력을 보상하기 위한 능동전력필터에 관한 연구가 많이 이루어져 왔으며 실용화를 위한 노력이 계속 되고 있다. 그러나 수동필터 대비 능동전력필터의 가격이 아직까지는 고가이기 때문에 이의 상용화가 더디게 진전되고 있는 추세이며, 특히 소·중용량의 능동전력필터의 제어를 위하여 디지털 신호 처리용 프로세서인 DSP(digital signal processor)를 사용하는 경우 아직까지 그 가격이 고가이기 때문에 능동필터의 제어가격을 상승시키는 요인으로 작용한다. 한편 능동전력필터의 가격을 낮추기 위해 아날로그 제어기만을 도입하는 경우 제어회로가 너무 복잡해 지고 제어의 유연성이 떨어지는 단점을 수반하게 된다. 본 논문에서는 3상 5[kVA]급 농동전력필터의 저가형 제어기를 구현하기 위해 저가의 원칩 마이크로프로세서인 80C196KC를 사용하영 디지털 제어부를 구성하며 이를 통해 보상전류 성분의 계산 및 직류단 일정 전압제어를 수행하고, 능동필터 시스템의 전류제어를 위하여 아날로글 형태의 제어기인 히스테리시스 제어기를 함께 사용한다. 컴퓨터 시뮬레이션을 통해서 보상 시스템의 특성을 해석하였으며 실험에 의해 능동전력필터의 저가화를 위해 설계된 제어기가 고조파 및 무효전력 보상을 충실히 수행함을 확인하였다.
회전하는 동기 좌표계 d-q 변환을 이용한 단상 능동 전력 필터의 새로운 제어기를 제안하였다. 힐버트 변환기를 사용하여 $90{\circ}$의 위상차를 가지는 두 개의 교류 신호를 만든다. 이 신호들을 회전하는 동기 좌표계 d-q 변환을 이용하여 기본파 성분을 직류로 변환할 수 있고 따라서 고조파 검출이 용이하다. 순시 유효 전력의 평균값을 구한다. 역률 보상을 하므로 전원 전류는 전원 전압과 동위상이다. 단상에서의 전력 공식으로부터 전원 전류의 크기를 알 수 있다. 능동 전력 필터의 보상 전류의 기준 신호는 전원 전류의 기준신호에서 부하 전류를 빼주면 구할 수 있다. 새롭게 제안된 제어기에 히스테리시스 전류 제어기를 적용하여 시뮬레이션 하였다. 능동 전력 필터가 부하전류의 고조파와 무효전력을 보상하여 전원 전류가 전원전압과 동위상이 되고 전원전류가 정현파에 가깝게 되는 것을 확인하였다. 힐버트 변환기는 전대역 여파기를 사용하여 구현하였다.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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