본 논문에서는 비례공진 전류제어기 기반의 단상 영구자석 동기전동기의 운전 알고리즘을 제안하였다. 일반적으로 단상 영구자석 동기전동기의 경우 회전자의 형상에 따른 비대칭 공극이 발생할 수 있으며, 이는 고속 운전시 소음과 진동의 원인이 된다. 따라서 본 논문에서는 제어 안정성이 뛰어난 비례공진 전류제어기를 적용한 단상 영구자석 동기전동기의 운전 알고리즘을 제안하였다. 비례공진 전류제어기법은 정상상태 오차가 없고 왜란에 대해 비교적 강인한 특성을 가지고 있으며, 복잡한 연산과정 없이 교류입력의 정상상태를 제거할 수 있다. 제안한 알고리즘의 유효성과 타당성을 실험을 통해 검증하였다.
본 논문에서는 계통연계 태양광발전 시스템에서 계통전압의 왜곡을 보상하는 전류제어기법을 제안한다. 계통전압의 왜곡을 보상하기 위해 기존의 고조파 제어기를 비례-공진 제어기로 대체하여 계통전류의 고조파를 제거한다. 제안하는 기법은 동기좌표축 상에서 설계하는 기존의 방법과는 다르게 복잡한 연산이 필요하지 않은 장점이 있다. 시뮬레이션과 실험을 통해 제안된 알고리즘의 우수한 제어특성을 확인한다.
Kim, Dong-Youn;Im, Won-Sang;Hwang, Seon-Hwan;Kim, Jang-Mok
Journal of Power Electronics
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제15권6호
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pp.1593-1600
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2015
This paper proposes a novel compensation algorithm of current offset error for single-phase linear compressor in home appliances. In a half-bridge inverter, current offset error may cause unbalanced DC-link voltage when the DC-link is comprised of two serially connected capacitors. To compensate the current measurement error, the synchronous reference frame transformation is used for detecting the measurement error. When an offset error occurs in the output current of the half-bridge inverter, the d-axis current has a ripple with frequency equal to the fundamental frequency. With the use of a proportional-resonant controller, the ripple component can be removed, and offset error can be compensated. The proposed compensation method can easily be implemented without much computation and additional hardware circuit. The validity of the proposed algorithm is verified through experimental results.
This paper presents control strategies for cascaded H-bridge multilevel active power filters (APFs). A current loop controller is implemented using a proportional-resonant (PR) regulator, which achieves zero steady-state error at target frequencies. The power balancing mechanism for the dc-link capacitor voltages is analyzed and a voltage balancing controller is presented. To mitigate the picket-fence effect of the conventional FFT algorithm under asynchronous sampling conditions, the Hanning Windowed-FFT algorithm is proposed for reference current generation (RCG). This calculates the frequency, amplitude and phase of individual harmonic components accurately and as a result, selective harmonic compensation (SHC) is achieved. Simulation and experimental results are presented, which verify the validity and effectiveness of the devised control algorithms.
Recently, the development of renewable energy using solar energy is drawing attention. One of these PV systems, the Dual buck Inverter, is one of the topologies used in conjunction with the system, characterized by high efficiency and shoot-through reduction. However, current distortion appears severely in grid connection. So, in this paper, the method of compensation through PR controller was verified through simulation as an analysis of current distortion components and a control method to improve them.
Ellabban, Omar;Mierlo, Joeri Van;Lataire, Philippe
Journal of Power Electronics
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제11권2호
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pp.120-131
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2011
This paper proposes two control strategies for the bidirectional Z-source inverters (BZSI) supplied by batteries for electric vehicle applications. The first control strategy utilizes the indirect field-oriented control (IFOC) method to control the induction motor speed. The proposed speed control strategy is able to control the motor speed from zero to the rated speed with the rated load torque in both motoring and regenerative braking modes. The IFOC is based on PWM voltage modulation with voltage decoupling compensation to insert the shoot-through state into the switching signals using the simple boost shoot-through control method. The parameters of the four PI controllers in the IFOC technique are designed based on the required dynamic specifications. The second control strategy uses a proportional plus resonance (PR) controller in the synchronous reference frame to control the AC current for connecting the BZSI to the grid during the battery charging/discharging mode. In both control strategies, a dual loop controller is proposed to control the capacitor voltage of the BZSI. This controller is designed based on a small signal model of the BZSI using a bode diagram. MATLAB simulations and experimental results verify the validity of the proposed control strategies during motoring, regenerative braking and grid connection operations.
본 논문에서는 계통연계형 인버터(Grid-connected inverter, GCI) 시스템을 위한 전류 제어 방법들의 성능 비교 연구를 제시한다. GCI 시스템을 위해 다양한 전류 제어 방법이 개발되었으며 각 제어기마다 장점과 한계를 가지고 있다. 본 논문에서는 GCI 전류 제어기들의 정상 상태 및 과도 상태에서의 동적 성능을 비교 분석한다. 제안한 전향보상기법(Command feedforward control, CFFC) 및 외란제거제어(Disturbance rejection control, DRC)가 모든 GCI 전류 제어기에 적용 전과 후의 성능을 비교 분석하였다. 제안된 CFFC와 DRC 제어 알고리즘을 주파수 영역에서 분석하고 성능 검증을 위해 각 GCI 전류 제어 방법들의 시뮬레이션 및 실험 모델을 개발하였다.
This paper describes the performance comparison results for current controller of a single-phase PFC converter with 1-switch voltage doubler strategy for single-phase double-conversion UPS(Uninterruptible Power Supply). A single-phase PFC converter with 1-switch voltage doubler strategy needs a diode bridge and one bidirectional active switch. Thus it is possible to reduce the material cost. However, the study results of current controller design and comparison of current control method has not been known after the converter circuit was proposed. For the performance comparison of current control, single-phase 3 kVA double-conversion UPS was tested. The performance of PI and PR current controller is experimentally confirmed with followings - input current reference tracking, input power factor correction and input current THD suppression.
This paper proposes the dead time effect compensation algorithm using proportional resonant controller in pulse width modulation inverter of motor drive. To avoid a short circuit in the dc link, the dead time of the switch device is surely required. However, the dead time effect causes the phase current distortions, torque pulsations, and degradations of control performance. To solve these problems, the output current including ripple components on the synchronous reference frame and stationary reference frame are analyzed in detail. As a results, the distorted synchronous d-and q-axis currents contain the 6th, 12th, and the higher harmonic components due to the influence of dead time effect. In this paper, a new dead time effect compensation algorithm using proportional resonant controller is also proposed to reduce the output current harmonics due to the dead time and nonlinear characteristics of the switching devices. The proposed compensation algorithm does not require any additional hardware and the offline experimental measurements. The experimental results are presented to demonstrate the effectiveness of the proposed dead time effect compensation algorithm.
본 논문에서는 PWM 인버터에 적합한 새로운 데드타임 보상방법을 제안한다. 최근 PWM 인버터는 교류전동기, 분산전원용 계통연계 시스템, 정지형보상기 등의 다양한 산업에 사용되고 있다. 그러나 사용되는 전력용 소자의 비선형적인 특성과 데드타임에 의해 전력의 품질이 저하되고 전류에 고조파가 발생하게 된다. 데드타임에 의한 고조파는 정지좌표계상에서는 제 5, 7 고조파가, 동기좌표계상에서는 제 6 고조파가 가장 현저하다. 본 논문에서는 동기좌표계상에서 공진제어기를 사용하여 제 6 고조파를 보상하는 방법을 제안한다. 제안된 방법은 시스템의 안정도를 유지하면서도 데드타임에 의한 전류의 고조파를 억제하여 전력품질을 향상시킬 수 있고, 제 6 고조파를 검출하기 위한 별도의 연산이나 외부적인 하드웨어, 추가적인 실험이 필요하지 않다는 장점이 있다.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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