The three-phase buck-boost DC-AC inverter generates three alternating output voltages as the differential voltage of three DC-DC individual buck-boost converters. Three converters are driven with three DC-biased and 1200 phase-shifted sinusoidal references. The peak value of the inverter alternating output voltage can be larger or smaller than the value of the direct input voltage. In this paper, a three-phase buck-boost DC-AC inverter is designed and implemented on a prototype with digital controller using a microcontroller.
In this paper, dc link ripple currents for three-phase ac/dc/ac PWM converters are analyzed in a frequency domain. The expression of the harmonic currents is developed by using switching functions and exponential Fourier series expansion. The dc link ripple currents with regard to power factor and modulation index are investigated. In addition, the effect of the displacement angle between the switching periods of line-side converters and load-side inverters on the do link ripple current is studied. The result of the do link current analysis is helpful in specifying the dc link capacitor size and its life time estimation.
전력전자학회 2001년도 Proceedings ICPE 01 2001 International Conference on Power Electronics
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pp.169-173
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2001
In this paper, dc link ripple currents for three-phase ac/dc/ac PWM converters are ana lysed in a frequency domain. The expression of the harmonic currents is developed by using switching functions and exponential Fourier series expansion. The dc link ripple currents with regard to power factor and modulation index are investigated. In addition, the effect of the displacement angle between the switching periods of line-side converters and load-side inverters on the dc link ripple current is studied. The result of the dc link current analysis is helpful in specifying the dc link capacitor size and its lifetime estimation.
A novel topology generation method for the no dead-time three-phase AC/DC converter is proposed in this study. With this method, a series of no dead time topologies are generated and their operation principles are analyzed. The classic three-phase bridge AC/DC converter can realize a bidirectional operation. However, dead-time should be inserted in the driving signals to avoid the shoot-through problem, which would cause additional harmonics. Compared with the bridge topology, the proposed topologies lack the shoot-through problem. Thus, dead time can be avoided. All of the no dead time three-phase AC/DC converters can realize bidirectional operation. The operating principles of the converters are analyzed in detail, and the corresponding control strategies are discussed. Comparisons of waveform distortion and efficiency among the converters are provided. Finally, 9 KW DSP-based principle prototypes are established and tested. Simulation and experimental results verify the theoretical analysis.
본 논문에서는 가변속 교류 전동기 구동에 많이 사용되는 3상 ac/dc/ac PWM 컨버터 시스템에서의 직류링크 리플전류를 주파수 영역에서 해석하고자 한다. 고조파 전류는 컨버터의 스위칭함수와 지수함수 형태의 퓨리에 급수 전개를 이용하여 분석된다. 전원측 컨버터와 부하측 인버터의 스위칭 주기간의 변위각과 비동기 PW이 리플전류에 미치는 영향도 고찰된다. 해석 결과가 PSIM을 이용한 시뮬레이션으로부터 나온 고조파 스펙트럼과 잘 일치함을 확인한다 제시된 해석기법은 PWM의 원리에 대한 이해를 돕고, 해석 결과는 직류링크 커패시터의 고주파 등가 모델링에 이용된다.
This paper presents a comparative evaluation of various topologies for three-phase power converters using the hardware-in-the-loop (HIL) simulation technique. Various switch-mode AC-DC power converters are studied, and their performance with respect to total harmonic distortion (THD), efficiency, power factor and losses are analyzed. The HIL-simulation is implemented in an Altera Cyclone II DE2 Field Programmable Gate Array (FPGA) Board and in the Matlab/Simulink environment. A comparison of the simulation and HIL-simulation results is also provided.
High frequency switching converters are becoming more popular because of several benefits which are essential in power conversion system. This paper introduces a high speed digital controller using TMS320C40 DSP chip which can be used for high frequency switching converters and demonstrates its performance by operating three-phase PWM AC/DC converter with unity power factor at 20kHz sampling frequency. TMS320C40 DSP chip operates with 40-ns instruction cycle times and is capable of 275 MOPS. The running time of real time control loop at the three-phase PWM AC/DC converter is $44.6{\mu}sec$.
This study focuses on a high-performance direct active and reactive power controller design that is successfully applicable to three-phase pulse width modulation (PWM) AC/DC converters used in renewable distributed energy generation systems. The proposed controller can overcome the sluggish transient dynamic response of conventional controllers to rapid power command changes. Desired active and reactive powers can be thoroughly obtained at the end of each PWM period through a deadbeat solution. The proposed controller achieves an exact nonlinear cross-coupling decoupling of system power without using a predefined switching table or bang/bang hysteresis control. A graphical and analytical analysis that naturally leads to a control voltage vector selection is provided to confirm the finding. The proposed control strategy is evaluated on a 3 kW PWM AC/DC converter in the simulation and experiment.
In this paper, the novel method is proposed to measure the capacitance of the dc link capacitor Advantage of the method is not to separate capacitor from 3-phase AC/DC/AC converters. In the proposed method, a specific low frequency current is injected to oscillate the voltage of dc capacitor at no load condition. The capacitance of dc capacitor is calculated with the effective values of this ripple voltage and current. The validity of the proposed method is confirmed by PSIM simulation.
본 논문은 3상 PWM 컨버터의 커패시터의 용량을 온라인으로 추정하는 새로운 기법을 제안한다. 무부하 상태의 PWM 컨버터에 저주파수의 입력전류를 주입하면 직류링크단에 이에 대응되는 리플전압이 발생된다. 직류링크단의 리플전압과 전류를 검출하여 커패시터의 용량을 계산한다. 제안된 방법에 의해 계산된 커패시터의 용량의 추정오차는 2% 이내이다.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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