DOI: https://doi.org/10.20998/2413-4295.2018.26.10

Порівняльний аналіз інвертора на основі паралельної структури чергування фаз з підсилювальним каскадом і активним ланцюжком згладжування пульсацій вхідної потужності

Artem Fesenko, Olexandr Matiushkin, Oleksandr Husev

Анотація


Дана стаття представляє результати порівняння моделей інвертора з фазовим перекриттям сигналів керування, перетворювачем, що підвищує та ланцюжком розв’язки активної потужності з мостовим інвертором з перетворювачем, що підвищує. Порівняння наведено для відносних величин енергій в пасивних компонентах. Розглянута нова топологія ставить за мету зменшення енергій в пасивних компонентах. Ця система розрахована на вихідну потужність 1 кВт та широкий діапазон вхідної напруги. Наведено результати розрахунку компонентів та результати моделювання.


Ключові слова


паралельний перетворювач, що підвищує; інвертор з фазовим перекриттям сигналів керування; ланцюжок розв’язки активної потужності; інвертор

Повний текст:

PDF (English)

Посилання


Bortis, D. Neumayr, D., Kolar, J. W. ηρ-Pareto optimization and comparative evaluation of inverter concepts considered for the GOOGLE Little Box Challenge.in proc of IEEE 17th Workshop on Control and Modeling for Power Electronics (COMPEL), 2016, 1-5, doi:10.1109/COMPEL.2016.7556767.

Morsy, A. Enjeti, P. Comparison of Active Power Decoupling Methods for High-Power-Density Single-Phase Inverters Using Wide-Band gap FETs for Google Little Box Challenge. in proc. IEEE Journal of Emerging and Selected Topics in Power Electronics, 2016, 4, 3, 790-798, doi:10.1109/ JESTPE.2016.2573262.

Lee, Po-Wa., Lee, Yim-Shu, Cheng, David K. W., Liu, Xiu-Cheng. Steady-State Analysis of an Interleaved Boost Converter with Coupled Inductors // proc. IEEE Transactions On Industrial Electronics, 2000, Vol. 47, 4, 787-795, doi:10.1109/41.857959.

Lai, Rixin. A high efficiency two-phase interleaved inverter for wide range output waveform generation / Rixin Lai, Lei Wang, Juan Sabate // in proc. Energy Conversion Congress and Exposition (ECCE), 2012, 235-239, doi:10.1109/ECCE.2012.6342204.

Abusara, Mohammad. Design and control of a grid-connected interleaved inverter/ Mohammad A. Abusara and Suleiman M. Sharkh//in proc. IEEE TRANSACTIONS ON POWER ELECTRONICS, 2013, 28, 2, 748-764, doi:10.1002/9780470824054.ch7.

Omar, Abdel-Rahim, Orabi, Mohamed, Mahrous, E. Ahmed. Buck-Boost Interleaved Inverter for Grid Connected Photovoltaic System // in proc. IEEE International Conference on Power and Energy (PECon2010), 2010, 63-68, doi:10.1109/PECON.2010.5697558.

Xing, Kun, Lee, Fred C., Borojevic, Dusan, Zhihong, Ye, Mazumder, Sudip. Interleaved PWM with Discontinuous

Space-Vector Modulation // in proc. IEEE Transactions On Power Electronics, 1999, 14, 5, 906-917, doi:10.1109/63.788496

Shimizu, Toshihisa, Jin, Yasuhiro, Kimura, Gunji. DC Ripple Current Reduction on a Single-Phase PWM Voltage-Source Rectifier // in proc. IEEE Transactions On Industry Applications, 2000, 36, 5, 1419-1429, doi:10.1109/IAS.1999.801600.

Wang, Ruxi, Wang, Fred, Lai, Rixin, Ning, Puqi, Burgos, Rolando, Boroyevich, Dushan. Study of Energy Storage Capacitor Reduction for Single Phase PWM Rectifier // in proc. Applied Power Electronics Conference and Exposition, 2009, 764-771, doi:10.1109/41.857959.

Chao, Kuo-Hen, Cheng, Po-Tai, Shimizu, Toshihisa. New Control Methods for Single Phase PWM Regenerative Rectifier with Power Decoupling Function // proc. Power Electronics and Drive Systems, 2009, 1091-1096, doi:10.1109/PEDS.2009.5385686.

Yao, Sun, Yonglu, Liu, Mei, Su, Wenjing, Xiong, Jian, Yang. Review of Active Power Decoupling Topologiesin Single-Phase Systems // proc. IEEE Transactions On Power Electronics, 2016, 7, 4778-4794, doi:10.1109/TPEL.2015.2477882.

Neumayr, D. Bortis, D., Kolar, J. W. Ultra-Compact Power Pulsation Buffer for Single-Phase DC/AC Converter Systems // proc. IEEE 8th International Power Electronics and Motion Control Conference (IPEMC-ECCE Asia), 2016, 1-10, doi:10.1109/IPEMC.2016.7512730.

Qin, Zianm, Tang, Yi, Loh, Poh Chiang, Blaabjerg, Frede. Benchmark of AC and DC Active Power Decoupling Circuits for Second Order Harmonic Mitigation in kW-scale Single-Phase Inverters // proc. IEEE Journal of Emerging and Selected Topics in Power Electronics, 2015, 4, 1, 431-435, doi:10.1109/ECCE.2015.7310013.

Siddhartha, A. Azeez, Najath A., Williamson, Sheldon S. Capacitance Reduction in a Single Phase Quasi Z-source Inverter using a Hysteresis Current Controlled Active Power Filter // proc. Industrial Electronics (ISIE), 2016 IEEE 25th International Symposium, 2016, 805-810, doi:10.1109/ISIE.2016.7744993.

Liu, Yushan, Baoming, Ge, Haitham, Abu-Rub. An Active Power Decoupling Quasi-Z-Source Cascaded Multilevel Inverter // proc. Industrial Electronics Society, IECON, 2016, 6453-6458, doi:10.1109/IECON.2016.7794120.

Husev, Oleksandr, Chub, Andrii, Romero-Cadaval, Enrique, Roncero-Clemente, Carlos, Vinnikov, Dmitri. Voltage Distortion Approach for Output Filter Design for Off-Grid and Grid-Connected PWM Inverters // proc. Journal of Power Electronics, 2015, 15, 1, 278-287, doi:10.6113/JPE.2015.15.1.278.


Пристатейна бібліографія ГОСТ


  1. Bortis, D. ηρ-Pareto optimization and comparative evaluation of inverter concepts considered for the GOOGLE Little Box Challenge / D. Bortis, D. Neumayr, J. W. Kolar // in proc of IEEE 17th Workshop on Control and Modeling for Power Electronics (COMPEL) – 2016. – P. 1- 5. – doi:10.1109/COMPEL.2016.7556767.
  2. Morsy, A. Comparison of Active Power Decoupling Methods for High-Power-Density Single-Phase Inverters Using Wide-Band gap FETs for Google Little Box Challenge / A. Morsy, P. Enjeti //in proc. IEEE Journal of Emerging and Selected Topics in Power Electronics. – 2016. – Vol. 4, Issue 3. – P. 790-798. – doi:10.1109/JESTPE.2016.2573262.
  3. Lee, Po-Wa. Steady-State Analysis of an Interleaved Boost Converter with Coupled Inductors / Po-Wa Lee, Yim-Shu Lee, David Cheng, Liu Xiu-Cheng // proc. IEEE Transactions On Industrial Electronics. 2000. – Vol. 47, 4. – P. 787-795. – doi:10.1109/41.857959.
  4. Rixin, Lai. A high efficiency two-phase interleaved inverter for wide range output waveform generation / Rixin Lai, Lei Wang, Juan Sabate // in proc. Energy Conversion Congress and Exposition (ECCE). – 2012. – P. 235-239. –doi:10.1109/ECCE.2012.6342204.
  5. Abusara, M. Design and control of a grid-connected interleaved inverter / Mohammad A. Abusara, Suleiman M. Sharkh // in proc. IEEE Transactions On Power Electronics. 2013. – Vol. 28, 2. – P.748-764. – doi:10.1002/9780470824054.ch7.
  6. Omar, Abdel-Rahim. Buck-Boost Interleaved Inverter for Grid Connected Photovoltaic System/ Omar Abdel-Rahim, Mohamed Orabi, Mahrous E. Ahmed // in proc. IEEE International Conference on Power and Energy (PECon2010). – 2010. – P.63-68. –doi: 10.1109/PECON.2010.5697558.
  7. Xing, Kun. Interleaved PWM with Discontinuous
    Space-Vector Modulation / Kun Xing, Fred C. Lee, Dusan Borojevic, Zhihong Ye, Sudip Mazumder // in proc. IEEE TRANSACTIONS ON POWER ELECTRONICS. 1999. – Vol. 14, 5. – P. 906-917. – doi:10.1109/63.788496.
  8. Shimizu, Toshihisa. DC Ripple Current Reduction on a Single-PhasePWM Voltage-Source Rectifier / Toshihisa Shimizu, Yasuhiro Jin, Gunji Kimura // in proc. IEEE Transactions On Industry Applications. – 2000. – Vol. 36, 5. – P. 1419-1429. – doi:10.1109/IAS.1999.801600.
  9. Wang, Ruxi. Study of Energy Storage Capacitor Reduction for Single Phase PWM Rectifier / Ruxi Wang, Fred Wang, Rixin Lai, Puqi Ning, Rolando Burgos, Dushan Boroyevich // in proc. Applied Power Electronics Conference and Exposition. – 2009. – P.764-771. –doi:10.1109/41.857959.
  10. Chao, Kuo-Hen. New Control Methods for Single Phase PWM Regenerative Rectifier with Power DecouplingFunction / Kuo-Hen Chao, Po-Tai Cheng, Toshihisa Shimizu // proc.  Power Electronics and Drive Systems. – 2009. P. 1091-1096. –doi:10.1109/PEDS.2009.5385686.
  11. Sun, Yao. Review of Active Power Decoupling Topologies in Single-Phase Systems / Yao Sun, Yonglu Liu, Mei Su, Wenjing Xiong, Jian Yang // proc. IEEE Transactions On Power Electronics. – 2016. – Vol. 31, 7. – P. 4778-4794. – doi:10.1109/TPEL.2015.2477882.
  12. Neumayr, D. Ultra-Compact Power Pulsation Buffer for Single-Phase DC/AC Converter Systems / D. Neumayr, D. Bortis, J. W. Kolar // proc. IEEE 8th International Power Electronics and Motion Control Conference (IPEMC-ECCE Asia). – 2016. – P. 1-10. – doi:10.1109/IPEMC.2016.7512730.
  13. Qin, Zian. Benchmark of AC and DC Active Power Decoupling Circuits for Second Order Harmonic Mitigation in kW-scale Single-Phase Inverters / Zian Qin, Yi Tang, Poh Chiang Loh, Frede Blaabjerg // proc. IEEE Journal of Emerging and Selected Topics in Power Electronics. –2015. – Vol. 4, 1. – P.431-435. – doi:10.1109/ECCE.2015.7310013.
  14. Siddhartha, A. Capacitance Reduction in a Single Phase Quasi Z-source Inverter using a Hysteresis CurrentControlled Active Power Filter / A. Siddhartha, Najath A. Azeez, Sheldon S. Williamson // proc. Industrial Electronics (ISIE), 2016 IEEE 25th International Symposium. – 2016. – P. 805-810. doi:10.1109/ISIE.2016.7744993.
  15. Yushan, Liu. An Active Power Decoupling Quasi-Z-Source Cascaded Multilevel Inverter / Yushan Liu, Baoming Ge, Haitham Abu-Rub // proc. Industrial Electronics Society , IECON. – 2016 P. 6453-6458. –doi:10.1109/IECON.2016.7794120.
  16. Husev, Oleksandr. Voltage Distortion Approach for Output Filter Design for Off-Grid and Grid-Connected PWM Inverters / OleksandrHusev, Andrii Chub, Enrique Romero-Cadaval, Carlos Roncero-Clemente, Dmitri Vinnikov // proc. Journal of Power Electronics. – 2015. – Vol. 15, 1. – P. 278-287. – doi:10.6113/JPE.2015.15.1.278.