Međudjelovanje pojnog usmjerivača istosmjernog međukruga i napajanih izmjenjivača s izrazito regenerativnim teretom

A technical solution for the group of AC adjustable speed drives supplied from a common DC link has been described. Besides high control demands, the described drives have very fast speed and torque changes, resulting with significant required braking power due to high load inertia. The demands for progressive converter capacitor charging and braking energy recuperation are suggesting application of four-quadrant SCR (Silicon Controlled Rectifier) line converter for supplying common DC link. Basic system properties, problems, solutions and experience acquired during system commissioning have been analyzed, particularly the interaction of DC link supply converter and connected inverters during regenerative braking. The influence of the additional DC link voltage compensation on the system properties in recuperation mode, together with a comparison between the proposed pseudo-derivative feedback (PDF) voltage controller and the cascade PID controller, has been made. The experimental verification of the dynamic system performance during recuperation has been performed in wire rod rolling mill ø5, with high technological production line speed of 100 m/s.U članku je opisano tehničko rješenje grupe izmjeničnih elektromotornih pogona, napajanih iz zajedničkih istosmjernih sabirnica. Osim visokih regulacijskih zahtjeva, opisane pogone karakteriziraju vrlo učestale promjene brzine i momenta, koje zbog rotacijskih masa, zahtijevaju znatnu kočnu snagu. Zahtjevi za postupno nabijanje kondenzatora izmjenjivača, te povrat energije u mrežu tijekom kočenja, u potpunosti opravdavaju primjenu četverokvadrantnog pojnog tiristorskog usmjerivača. Opisane su osnovne značajke sustava, problemi, rješenja i iskustva stečena tijekom puštanja u rad, posebno međudjelovanje pojnog usmjerivača i napajanih izmjenjivača tijekom regenerativnog kočenja. Uz korištenje kompenzacijskog djelovanja po struji istosmjernog međukruga, napravljena je usporedba predloženog pseudo-derivacijskog (PDF) regulatora napona istosmjernog međukruga u odnosu na klasični kaskadni PID regulator. Pokazatelji kvalitete sustava regulacije eksperimentalno su potvrđeni u tehnološkom procesu valjanja žice ø5 tijekom regenerativnog kočenja, pri brzini valjanja od 100 m/s

Elektrotoplinsko modeliranje i simulacija učinskog MOSFET-a

Electro-thermal simulation of power electronic semiconductors is now required in accurate optimisation of power electronic circuits and systems. This requires accurate, but not too complex, electro-thermal models of power semiconductors to be used in commercially available power electronic circuit simulators. Realization of one such electro-thermal model for power MOSFET in IsSpice is described in the paper. Model consists of electrical and thermal part with interactive exchange of variables. Electro-thermal model was tested on real circuit example.Za postizanje što bolje optimizacije sklopova i sustava energetske elektronike danas se zahtijeva elektrotoplinska simulacija učinskih poluvodičkih sklopki. Za to su potrebni točni, no ne i presloženi elektrotoplinski modeli učinskih poluvodičkih sklopki, pogodni za primjenu u tržišno dostupnim simulatorima sklopova energetske elektronike. U članku je prikazana IsSpice realizacija elektrotoplinskog modela učinskog MOSFET-a. Model se sastoji od električnog i toplinskog dijela koji međusobno izmjenjuju vrijednost varijabli. Elektrotoplinski model ispitan je mjerenjem na stvarnom sklopu

Mjerenje radne temperature IGBT-a u stvarnom vremenu

Temperature management and control are among the most critical functions in power electronic devices. Knowledge of power semiconductor’s operating temperature is important for circuit design, as well as for converter control. Virtual junction temperature measurement or estimation is not an easy task, therefore designing the appropriate circuitry for virtual junction temperature in the real operating conditions not affecting regular circuit operation is a demanding task for engineers. The proposed method enables virtual junction temperature estimation based on the real-time measurement of semiconductor’s quasi-threshold voltage using dedicated modified gate driver circuit.Upravljanje temperaturom je jedna od najkritičnijih funkcija kod učinskih poluvodičkih komponenata. Poznavanje radne temperature učinske poluvodičke sklopke vrlo je važno pri projektiranju sklopa, kao i za upravljanje učinskim pretvaračem. Mjerenje ili estimacija nadomjesne temperature silicija nije lagan zadatak, stoga je projektiranje odgovarajućeg sklopovlja za određivanje nadomjesne temperature silicija u stvarnim radnim uvjetima, koje ne utječe na normalan rad sklopa, vrlo zahtjevan inženjerski zadatak. Predložena metoda omogućava određivanje nadomjesne temperature silicija utemeljeno na mjerenju kvazi-napona praga u stvarnom vremenu pomoću posebno prilagođenog pobudnog stupnja IGBT-a

Međudjelovanje pojnog usmjerivača istosmjernog međukruga i napajanih izmjenjivača s izrazito regenerativnim teretom

A technical solution for the group of AC adjustable speed drives supplied from a common DC link has been described. Besides high control demands, the described drives have very fast speed and torque changes, resulting with significant required braking power due to high load inertia. The demands for progressive converter capacitor charging and braking energy recuperation are suggesting application of four-quadrant SCR (Silicon Controlled Rectifier) line converter for supplying common DC link. Basic system properties, problems, solutions and experience acquired during system commissioning have been analyzed, particularly the interaction of DC link supply converter and connected inverters during regenerative braking. The influence of the additional DC link voltage compensation on the system properties in recuperation mode, together with a comparison between the proposed pseudo-derivative feedback (PDF) voltage controller and the cascade PID controller, has been made. The experimental verification of the dynamic system performance during recuperation has been performed in wire rod rolling mill ø5, with high technological production line speed of 100 m/s.U članku je opisano tehničko rješenje grupe izmjeničnih elektromotornih pogona, napajanih iz zajedničkih istosmjernih sabirnica. Osim visokih regulacijskih zahtjeva, opisane pogone karakteriziraju vrlo učestale promjene brzine i momenta, koje zbog rotacijskih masa, zahtijevaju znatnu kočnu snagu. Zahtjevi za postupno nabijanje kondenzatora izmjenjivača, te povrat energije u mrežu tijekom kočenja, u potpunosti opravdavaju primjenu četverokvadrantnog pojnog tiristorskog usmjerivača. Opisane su osnovne značajke sustava, problemi, rješenja i iskustva stečena tijekom puštanja u rad, posebno međudjelovanje pojnog usmjerivača i napajanih izmjenjivača tijekom regenerativnog kočenja. Uz korištenje kompenzacijskog djelovanja po struji istosmjernog međukruga, napravljena je usporedba predloženog pseudo-derivacijskog (PDF) regulatora napona istosmjernog međukruga u odnosu na klasični kaskadni PID regulator. Pokazatelji kvalitete sustava regulacije eksperimentalno su potvrđeni u tehnološkom procesu valjanja žice ø5 tijekom regenerativnog kočenja, pri brzini valjanja od 100 m/s

PWM usmjerivač u uvjetima izobličenja mrežnog napona

Sinusoidal active front end is used to achieve the controllable dc voltage at the output with the sinusoidal input current at unity power factor. In the real system supply voltage always contains lower harmonics, most commonly the 5th and the 7th harmonic. Therefore an analysis of the sinusoidal active front end under the power supply distortion here is presented. At the core of this paper is the performance of the synchronous PI current controller both during transients and in steady state operation. Simulation model of the sinusoidal active front end was made in MATLAB/SIMULINK environment and its accuracy was verified comparing the simulation and experimental results. The control algorithm was implemented on the experimental rig, using dSPACE controller.PWM usmjerivač omogućava upravljivost izlaznim istosmjernim naponom, sinusoidalnu ulaznu struju pretvarača uz jedinični faktor snage. Mrežni napon uz osnovni harmonik sadrži i niže harmonike, najčešće peti i sedmi harmonik. Stoga je ovdje provedena analiza rada PWM usmjerivača u uvjetima izobličenja mrežnog napona. U ovom je članku naglasak stavljen na regulacijske karakteristike PI strujnog regulatora u rotirajućem koordinatnom sustavu, kako u ustaljenom stanju, tako i tijekom prijelazne pojave. Simulacijski model PWM usmjerivača modeliran je u MATLAB/SIMULINK-u, točnost modela provjerena je usporedbom simulacijskih i eksperimentalnih odziva sustava. Upravljački algoritam ostvaren je na eksperimentalnom laboratorijskom modelu PWM usmjerivača, uz korištenje dSPACE upravljačkog sustava

Common Characteristics of Power Conversion Circuits - Topology, Function and Power Semiconductor Switches

Experience in teaching of power electronics courses shows that at the beginning of the study students do not understand the common background of power conversion circuits. Students think that the topology of a converter circuit exclusively determines its function. In addition, they are not clear about the criteria by which semiconductor switches are to be selected for the given topology and type of conversion. This paper explains the approach to clarify the links between the topology and functions of the converter circuit as well as selection method for the required semiconductor switches. By using a simulation program, which contains model of the ideal switch, it is demonstrated that for the same topology, for example a single-phase bridge circuit, all four types of conversion can be realized. The selection methods of the actual semiconductor switches are based on simulation and analytical approach. By applying the proposed approach of clarifying the links between topology and function of the converter circuit, as well as applying the proposed methods for selection of semiconductor switches, the student\u27s ability to grasp the basic power electronics concepts faster and more effectively is enhanced

PWM usmjerivač u uvjetima izobličenja mrežnog napona

Sinusoidal active front end is used to achieve the controllable dc voltage at the output with the sinusoidal input current at unity power factor. In the real system supply voltage always contains lower harmonics, most commonly the 5th and the 7th harmonic. Therefore an analysis of the sinusoidal active front end under the power supply distortion here is presented. At the core of this paper is the performance of the synchronous PI current controller both during transients and in steady state operation. Simulation model of the sinusoidal active front end was made in MATLAB/SIMULINK environment and its accuracy was verified comparing the simulation and experimental results. The control algorithm was implemented on the experimental rig, using dSPACE controller.PWM usmjerivač omogućava upravljivost izlaznim istosmjernim naponom, sinusoidalnu ulaznu struju pretvarača uz jedinični faktor snage. Mrežni napon uz osnovni harmonik sadrži i niže harmonike, najčešće peti i sedmi harmonik. Stoga je ovdje provedena analiza rada PWM usmjerivača u uvjetima izobličenja mrežnog napona. U ovom je članku naglasak stavljen na regulacijske karakteristike PI strujnog regulatora u rotirajućem koordinatnom sustavu, kako u ustaljenom stanju, tako i tijekom prijelazne pojave. Simulacijski model PWM usmjerivača modeliran je u MATLAB/SIMULINK-u, točnost modela provjerena je usporedbom simulacijskih i eksperimentalnih odziva sustava. Upravljački algoritam ostvaren je na eksperimentalnom laboratorijskom modelu PWM usmjerivača, uz korištenje dSPACE upravljačkog sustava