Моделювання квазі-z-інверторів в системах з відновлювальними джерелами енергії на підвищеній частоті

Скорочена інформація про документ
dc.contributor.authorФедін, І. С.
dc.contributor.authorТерещенко, Т. О.
dc.contributor.authorЯмненко, Ю. С.
dc.date.accessioned2022-11-25T10:40:37Z
dc.date.available2022-11-25T10:40:37Z
dc.date.issued2021
dc.description.abstractenThis paper is devoted to in-detail demonstrationand description of the overall functionality and deailed pro-cesses in every component of quasi-z-source voltage inverter. Expressions for currents and voltages on all elements of the circuit in standard and "shoot-trough" modes are provided. These ratios demonstrate one of the main technological advantages of the quasi-z-source topology: which is the possibility of the voltage reduction on one of the capacitor that forms the quasi-z-circuitry that led to the overall size and weight reduction of the resulting device and additional reliability increase. Matlab calculations,that are provided in the practical part of the article,fully confirmed the theoretical dependen-cies. At the same time, obtained practical results of the simulation demonstrated the main advantage of the quasi-impedance topology - the ability to provide a continuous current of the input source without zero pauses. That is additionally confirmed by a graphical representation of transients and the spectrum of the output voltage of the inverter. As the second topic of the article, the problem of the control system operating principle selection was discussed. As it was determined in the process of the previous research and practical modeling of the quasi-z-source inverter, providing a switching of the inverter valves on the frequency that equal to the frequency of the desired output voltage, which for the most of the world’s electrical power systems is equal to 50-60 Hz, is leading to a size and mass increase of the quasi-z-source circuitry, according to its design ratios. Additionally, such component are either not represented in the modern electronic components lineup or providing sufficient energy losses that in some design cases could neglect the voltage boost effect of the quasi-z-source circuitry imple-mentation. To overcome discovered limitations, several PWM control methods were suggested. All of them could be divided into two groups: classic and vector PWM methods. Classic methods are based on combination of the basic PWM modulation techniques that are widely used in conventional full-bridge invertors with the insertion of the “shoot-trough” state activation mode. A model of the control system for the classical approach is offered. It is shown that the method of simple control of the state of "breakdown" is based on the placement of time intervals of the inverter in the state of "breakdown" within the normal period of operation of the bridge inverter. The only difference between the models is the inclusion of an additional constant signal exceeding the amplitude of which the carrier leads to the activation of the “shoot-trough” state.In conclusion the discussion on topic of the classic control methods implementation in up-to-date designs and possibility of its combination with a different modern approaches aimed on a quasi-z-source topology parameters modification are provided.uk
dc.description.abstractukВ статті визначено основні задачі застосування перетворювачів у системах електроживлення з від-новлюваними джерелами енергії у якості основних джерел. До таких задач відносяться: підвищення якісних пара-метрів вихідного струму і напруги, зменшення масогабаритних показників, зменшення навантаження на елементи силового ланцюга. Для розв’язання останніх двох задач, на основі базової топології інвертора з імпедансним лан-цюгом застосовується квазі-z-топологія, що, відповідно до принципів її функціонування, дозволяє знизити наван-таження на елементи імпедансного ланцюга та силові ключі інвертора. Отримані практичні результати підтвер-джують теоретичні залежності для квазі-імпедансних інверторів, демонструючи відсутність розриву у вхідному струмі імпедансного ланцюга та зменшення напруги на конденсаторі С1 відносно напруги на конденсаторі С2. Проте, результати симуляції виявили такі недоліки базової топології квазі- імпедансних інверторів, як високий рівень коефіцієнту нелінійних спотворень (THD) та високі масогабаритні показники елементів імпедансного лан-цюга. Для усунення даних недоліків запропоновано та розглянуто методи керування силовими ключами інвертора на підвищеній частоті, що дозволило як зменшити елементи імпедансного ланцюга, так і знизити рівень THD, додатково розширюючи можливості до застосування інших схемотехнічних рішень щодо зниження THD — зокрема, каскадної багаторівневої топології.uk
dc.format.pagerangeС. 237407-1-237407-7uk
dc.identifier.citationФедін, І. С. Моделювання квазі-z-інверторів в системах з відновлювальними джерелами енергії на підвищеній частоті / Федін І. С., Терещенко Т. О., Ямненко Ю. С. // Мікросистеми, Електроніка та Акустика : науково-технічний журнал. – 2021. – Т. 26, № 3(119). – С. 237407-1-237407-7. – Бібліогр.: 22 назв.uk
dc.identifier.doihttps://doi.org/10.20535/2523-4455.mea.237407
dc.identifier.orcid0000-0003-0264-5067uk
dc.identifier.orcid0000-0003-4009-2854uk
dc.identifier.orcid0000-0002-9796-6420uk
dc.identifier.urihttps://ela.kpi.ua/handle/123456789/51215
dc.language.isoukuk
dc.publisherКПІ ім. Ігоря Сікорськогоuk
dc.publisher.placeКиївuk
dc.rights.urihttps://creativecommons.org/licenses/by/4.0/
dc.sourceМікросистеми, Електроніка та Акустика : науково-технічний журнал, 2021, Т. 26, № 3(119)uk
dc.subjectінверторuk
dc.subjectімпедансне джерело струмуuk
dc.subjectквазі-імпедансний інверторuk
dc.subjectстан «пробою»uk
dc.subjectinverteruk
dc.subjectquasi-z-sourceuk
dc.subject“shoot-trough” stateuk
dc.subjectquasi-z-source circuitryuk
dc.subjectinverteruk
dc.subjectquasi-z-sourceuk
dc.subject“shoot-trough” stateuk
dc.subjectquasi-z-source circuitryuk
dc.subject.udc621.341.572uk
dc.titleМоделювання квазі-z-інверторів в системах з відновлювальними джерелами енергії на підвищеній частотіuk
dc.typeArticleuk

Файли

Контейнер файлів
Зараз показуємо 1 - 1 з 1
Ескіз
Назва:
MEA_3_2021_07_237407-1-237407-7.pdf
Розмір:
803.89 KB
Формат:
Adobe Portable Document Format
Опис:
Завантажити
Ліцензійна угода
Зараз показуємо 1 - 1 з 1
Ескіз недоступний
Назва:
license.txt
Розмір:
1.71 KB
Формат:
Item-specific license agreed upon to submission
Опис:
Завантажити

Зібрання

Мікросистеми, Електроніка та Акустика: науково-технічний журнал, Т. 26, № 3(119)