On the Internal Dynamics and AC-Motor Drive Application of Modular Multilevel Converters

↓ Direkt till sidans innehåll
↓ Direkt till sidans sekundära innehåll (sidomenyn)

Sökning: id:"swepub:oai:DiVA.org:ltu-68904" > On the Internal Dyn...

1 av 1
Föregående post
Nästa post
Till träfflistan

On the Internal Dynamics and AC-Motor Drive Application of Modular Multilevel Converters

Antonopoulos, Antonios, 1984- (författare): KTH,Elektrisk energiomvandling

Nee, Hans-Peter, Professor (preses): KTH,Elektrisk energiomvandling

Harnefors, Lennart, Adj. Professor (preses): KTH,Elektrisk energiomvandling

visa fler...

Akagi, Hirofumi, Professor (opponent): Dept. of Electrical and Electronic Engineering, Tokyo Institute of Technology

visa färre...

(creator_code:org_t)

ISBN 9789175953823
Stockholm : KTH Royal Institute of Technology, 2014
Engelska xii, 74 s.
Serie: TRITA-EE, 1653-5146 ; 2014:063

Relaterad länk:: https://kth.diva-por... (primary) (Raw object); visa fler...; https://urn.kb.se/re...; visa färre...

Doktorsavhandling (övrigt vetenskapligt/konstnärligt)

Abstract Ämnesord

Stäng

This thesis is an effort to investigate the operation and the performanceof modular multilevel converters (M2Cs). Proven to be the most promisingtopology in high-voltage high-power applications, it is necessary to put aneffort in understanding the physical laws that govern the internal dynamicsof such converters, in order to design appropriate control methods. AlthoughM2Cs belong to the well-studied family of voltage-source converters (VSCs),and claim a modular structure, their control is significantly more complicatedcompared to two- or three-level VSCs, due to the fact that a much highernumber of switches and capacitors are needed in such a topology. This thesishighlights the important parameters that should be considered when designingthe control for an M2C, through analyzing its internal dynamics, and alsosuggests ways to control such converters ensuring stable operation withoutcompromising the performance of the converter.Special focus is given on ac motor-drive applications as they are very demandingand challenging for the converter performance. Interactions betweenthe internal dynamics and the dynamics of the driven motor are experimentallyinvestigated. The problem of operating the converter when connectedto a motor standing still is visited, even under the condition that a greatamount of torque and current are requested, in order to provide an idea forthe converter requirements under such conditions. Finally, an optimization ofthe converter operation is suggested in order to avoid overrating the convertercomponents in certain operation areas that this is possible.All analytical investigations presented in this thesis are confirmed by experimentalresults on a laboratory prototype converter, which was developedfor the purposes of this project. Experimental verification proves the validityof the theoretical investigations, as well as the correct performance of thecontrol methods developed during this project on a real, physical converter,hoping that the results of this thesis will be useful for large-scale implementations,in the mega- or even giga-watt power range.

Denna avhandling är ett försök att undersöka drift och egenskaper avmodulära multinivåomvandlare (M2C:er). Eftersom denna topologi anses varaden mest lovande inom högspänings-högeffekt-tillämpningar är, och somett underlag för att kunna formulera lämpliga styrmetoder, är det nödvändigtatt lägga kraft i att försöka förståde fysikaliska lagar som styr den inredynamiken i sådana omvandlare. Även om M2C:erna tillhör den välstuderadefamiljen av spänningsstyva omvandlare (VSC:er), och har en modulärstruktur, är deras reglering avsevärt mer komplicerad jämfört med två- ellertre-nivåomvandlare, eftersom ett mycket större antal switchar och kondensatorerär nödvändiga i en sådan topologi. Denna avhandling sätter fingretpå de parametrar som måste beaktas när man konstruerar regleringen för enM2C, genom att analysera den interna dynamiken, samt att föreslå sätt attstyra sådana omvandlare såatt stabil drift kan säkerställas utan att negativtpåverka prestanda.Ett speciellt fokus läggs på växelströmsmotordrifter eftersom de är särskiltutmanande vad gäller prestanda. Växelverkan mellan den interna dynamikenoch motorns dynamik undersöks experimentellt. Problemet att driva motornvid stillestånd behandlas även i fallet med hög ström och högt moment för atterhålla kunskap om kraven påomvandlaren i sådana fall. Slutligen föreslås enoptimering av omvandlarens drifttillstånd för att undvika överdimensioneringav omvandlarens komponenter i de fall detta är möjligt.Alla analytiska undersökningar som läggs fram i denna avhandling är bekräftadegenom experimentella resultat från en laboratorieomvandlare, somutvecklats inom ramen för detta arbete. Den experimentella verifieringen bevisargiltigheten av alla teoretiska undersökningar. Den visar också på demycket goda prestanda som de utvecklade styrmetoderna har vid drift aven verklig fysisk omvandlare. Förhoppningen är att resultaten från detta arbetekan komma till använding i storskaliga implementerinar i mega- ellergiga-wattklassen.

Ämnesord

TEKNIK OCH TEKNOLOGIER -- Elektroteknik och elektronik -- Annan elektroteknik och elektronik (hsv//swe)
ENGINEERING AND TECHNOLOGY -- Electrical Engineering, Electronic Engineering, Information Engineering -- Other Electrical Engineering, Electronic Engineering, Information Engineering (hsv//eng)

Nyckelord

Capacitor-Voltage Control
Controller Interaction
Converter Control
Energy Balance
Lyapunov Stability
Medium-Voltage Drives
Modular Multilevel Converter
Modulation
Open-Loop Control
Optimization
Variable-Speed Drives
Voltage-Source Converter.
Energibalans
Kondensatorspänningsstyrning
Lyapunov-stabilitet
Mellan-spänning drivsystem
Modulation
Modulär multinivåomvandlare
Omvandlarstyrning
Optimering
Regulatorväxelverkan
Spänningsstyva omvandlare
Varvtalsstyrda motordrifter
Öppen styrning.
Electrical Engineering
Elektro- och systemteknik

Publikations- och innehållstyp

vet (ämneskategori)
dok (ämneskategori)

Hitta via bibliotek

On the Internal Dynamics and AC-Motor Drive Application of Modular Multilevel Co... (Sök publikationen i LIBRIS)

Till lärosätets databas

1 av 1
Föregående post
Nästa post
Till träfflistan

Hitta mer i SwePub

Av författaren/redakt...: Antonopoulos, An ...; Nee, Hans-Peter, ...; Harnefors, Lenna ...; Akagi, Hirofumi, ...

Om ämnet

TEKNIK OCH TEKNOLOGIER: TEKNIK OCH TEKNO ...; och Elektroteknik oc ...; och Annan elektrotek ...

Delar i serien: TRITA-EE,

Av lärosätet: Kungliga Tekniska Högskolan

Sök utanför SwePub

Sök vidare i:: Google; Google Book Search; Google Scholar

Kungliga biblioteket hanterar dina personuppgifter i enlighet med EU:s dataskyddsförordning (2018), GDPR. Läs mer om hur det funkar här.
Så här hanterar KB dina uppgifter vid användning av denna tjänst.

LIBRIS.kb.se