In this paper, a new Harmonic Torque Factor(HTF) that represents torque ripple of induction motor is proposed. Trapezoidal PWM is analyzed to torque ripple by HTF and than we obtain optimum triangular factor at some carrier ratio. Six-step, sinusoidal PWM and Trapezoidal PWM are compared and evaluated for choosing a good control strategy of PWM inverter. It turns out that six-step inverter is better than sinusoidal PWM and Trapezoidal PWM when their carrier ratio is 9, and Trapezoidal PWM is superior to sinusoidal PWM. At induction motor is driven by PWM inverter, torque ripples are investigated by computer simulation using d-q two axis model. It is proved that a new Harmonic Torque Factor ix valid.
Recently, the three phase AC to DC boost converter has become one of the most widely used power converters as DC power source in the industry applications. In this paepr, a three phase PWM AC toDC boost converter that operates with unity power factor and sinusodial input currents is presented. The current control of the converter is based onthe predicted current control strategy with fixed switching frequency and the input current tracks the reference cuent within one sampling time interval. Therefore, by using this control strategy low ripples in the output voltage, low harmonics in the input current and fast dynamic responses are achieved with a small capacitance in the DC link.
Model predictive direct power control (MPDPC) is a widely recognized high-performance control strategy for a three-phase grid-connected pulse width modulation (PWM) rectifier. Unlike those of conventional grid-connected PWM rectifiers, the active and reactive powers of permanent magnet synchronous generator (PMSG)-connected PWM rectifiers, which are used in electromagnetic transmitters, cannot be calculated as the product of voltage and current because the back electromotive force (EMF) of the generator cannot be measured directly. In this study, the predictive power model of the rectifier is obtained by analyzing the relationship among flux, back EMF, active/reactive power, converter voltage, and stator current of the generator. The concept of duty cycle control in the proposed MPDPC is introduced by allocating a fraction of the control period for a nonzero vector and rest time for a zero vector. When nonzero vectors and their duration in the predefined cost function are simultaneously evaluated, the global power ripple minimization is obtained. Simulation and experimental results prove that the proposed MPDPC strategy with duty cycle control for the PMSG-connected PWM rectifier can achieve better control performance than the conventional MPDPC-SVM with grid-connected PWM rectifier.
Three-level PWM rectifiers applied in medium voltage applications usually operate at low switching frequency to keep the dynamic losses under permitted level. However, low switching frequency brings a heavy cross-coupling between the current components $i_d$ and $i_q$ with a poor dynamic system performance and a harmonic distortion in the grid-connecting current. To overcome these problems, a mathematical model based on complex variables of the three-level voltage source PWM rectifier is firstly established, and the reasons of above issues resulted from low switching frequency have been analyzed using modern control theory. Then, a novel control strategy suitable for the current decoupling control based on the complex variables for $i_d$ and $i_q$ is designed here. The comparisons between this kind of control strategy and the normal PI method have been carried out. MATLAB and experimental results are given in detail.
This paper presents a current control strategy to reduce torque ripple of Brushless DC Motor in commutation period with PWM pattern. The torque ripple is mainly caused by the inequality in the rate of change between rising current and decaying one during commutation. And also it is influenced by the shape of real back EMF. Therefore, in the proposed control strategy, considering real back EMF a compensation voltage is generated to equalize the rate of change in these commutating currents. And then, by providing the compensation voltage in commutation period with PWM pattern, the torque ripple can be reduced. The simulation and experimental results verify that the proposed method can reduce the torque and the current ripples significantly.
Today we have excellent motor drive system using high frequency carrier PWM control voltage source inverter with vector control strategy. In the other hand, we have met serious problems caused by high frequency switching. PWM Cyclo-converter called Matrix converter is expected as the new strategy possible to improve these problems and add some more convenient features suitable for new drive system with system integration. In this paper, we will introduce the background of this development and features of this converter from our research, additionally introduce remarkable active promotions for this converter as a survey.
An optimized PWM switching strategy for an induction motor voltage control is developed and demonstrated. Space vector modulation in voltage source inverter offers improved DC-bus utilization and reduced commutation losses, and has been therefor recognizedas the perfered PWM method, especially in the case of digital implementation. Three-phase invertor voltage control by space vector modulation consists of switching between the two active and one zero voltage vector by using the proposed optimal PWM algorithm. The prefered switching sequence is defined as a function of the modulation index and period of a carrier wave. The sequence is selected by suing the inverter switching losses and the current ripple as the criteria. For low and medium power application, the experimental results indicate that good dynamic response and reduced harmonic distortion can be achieved by increasing switching frequency.
Geng, Yi-Wen;Liu, Hai-Wei;Deng, Ren-Xiong;Tian, Fang-Fang;Bai, Hao-Feng;Wang, Kai
Journal of Power Electronics
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제18권1호
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pp.171-184
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2018
Unbalanced and distorted grid voltages cause the grid side current of a current source PWM rectifier to be heavily distorted. They can also cause the DC-link current to fluctuate with a huge amplitude. In order to enhance the performance of a current-source PWM rectifier under unbalanced and harmonic grid voltage conditions, a mathematical model of a current-source PWM rectifier is established and a flexible multi-objective control strategy is proposed to control the DC-link current and grid-current. The fundamental positive/negative sequence, $5^{th}$ and $7^{th}$ order harmonic components of the grid voltage are first separated with the proposed control strategy. The grid current reference are optimized based on three objectives: 1) sinusoidal and symmetrical grid current, 2) sinusoidal grid current and elimination of the DC-current $2^{nd}$ order fluctuations, and 3) elimination of the DC-current $2^{nd}$ and $6^{th}$ order fluctuations. To avoid separation of the grid current components, a multi-frequency proportional-resonant controller is applied to control the fundamental positive/negative sequence, $5^{th}$ and $7^{th}$ order harmonic current. Finally, experimental results verify the effectiveness of proposed control strategy.
DC-link capacitors are one of the main components in two-level three-phase voltage source inverters (VSIs); they provide the pulsating input current and stabilize the vacillating DC-link voltage. Ideally, the larger the capacitance of DC-link capacitors, the better the DC-link voltage stabilizes. However, high capacitance increases the cost and decreases the power density of VSI systems. Therefore, the capacitance should be chosen carefully on the basis of the DC-link voltage ripple requirement. However, the DC-link voltage ripple is dependent on the pulse-width modulation (PWM) strategy. This study especially presents a DC-link voltage ripple analysis when the minimum loss discontinuous PWM strategy is applied. Furthermore, an equation for the selection of the minimum capacitance of DC-link capacitors is proposed. Experimental results with R-L loads are also provided to verify the effectiveness of the presented analysis.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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