Raport ştiinţific şi tehnic în extenso - FIE-DEMII · 2 În Capitolul 7 s‐a realizat...

1

RaportştiinţificşitehnicînextensoEtapadeexecuţienr.3/2016

Proiectareainvertorului,construireaunuimodelexperimentalcuputereade30kVAşiI=40Aşidemonstrareafuncţionalităţiişiperformanţelor

Rezumatuletapei

R1.ObiectiveleetapeideexecutiePentruetapa3/2016obiectivelespecificesunt:

1.Proiectareainvertorului;2.Construireaunuimodelexperimentalfuncţionalalsistemuluidefiltrareşiregenerarepentrustaţiiactivede

tracţiuneînc.c.,cuputereade30kVA.3.Realizareauneistructurideexperimentareșitestare;4.Diseminarearezultatelorprintreiarticolelareviste/conferinţeindexateISI/BDI.

R2.ConţinutÎnprimulcapitol,pornind de la datele impuse pentrumodelul experimental, s‐au ales tranzistoarele

bipolare cu baza izolată, s‐au verificat la încălzire în regim staționar și s‐au dimensionat și ales radiatoareleaferente.

Capitolul2 conținedouăsubcapitole: 2.1. Identificareaparticularităţilordriverelorde comandăși2.2.ProiectareapărțiidecomandășiprotecțieaIGBT.

Înprimaparte,s‐auidentificatfuncțiilepecaretrebuiesălerealizezeinterfaţadintrecircuiteledecomandăşimoduleleIGBT,respectiv:- săgenerezeimpulsuridecomandăpegrilăconformcerinţelordindateledecatalogalemodululuiIGBT;- săasigurepauzaîntreimpulsuriledecomandăpegrilacelordouătranzistoaredepeaceeaşiramurăapunţiifiltruluiactiv;

- săincludăsurseîncomutaţienecesarepentruasigurareatensiunilordecomandăpegrilă;- săasigureizolareagalvanicăîntrecircuituldecomandăşitranzistoareleIGBT;- săprotejezetranzistoareleIGBTlaapariţiaunorstărideavarieşisălesemnalizeze.

ProiectareapărțiidecomandășiprotecțieaIGBTs‐arealizatînjurulcircuituluiintegratspecializatIXDPi630fabricatdeIXIS.

În Capitolul 3 fost validată experimental structura proiectată, prin oscilografierea unor mărimi careprobeazăbunafuncționareși,implicit,corectitudineasoluțieialese.Astfel,înregistrareasemnalelordecomandăarată existența timpului de gardă impus, iar înregistrările tensiunii de comandă pe circuitul grilă‐emitor, laintrarea,respectivieșireadinconducțieatranzistoruluievidențiază:

1. Stabilirealavaloareadecca.15Vînaproximativ1,5µs,laamorsare;2. Stabilirealavaloareadecca.‐15Vînaproximativ1,9µs,ladezamorsare.Referitorlafuncțiionareaprotecțieilascurtcircuit,searatăcăatuncicândtranzistorulesteînconducție,la

depășireaniveluluidereferințăasemnaluluicemonitorizeazătensiuneaVCEsat,tensiuneadecomandăscadelavaloareadeblocare(‐15V)încca0,5µs,iarsemnalulceindicăexistențascurtcircuituluitrecepeniveljos.

Încontinuare,Capitolul4prezintărealizareainvertoruluişiacircuituluideinterfaţăcu liniadec.cșitestarea si validarea funcționării în circuit deschis. Echipamentul VFI‐40K‐UCV este un model experimentalconfigurabil.Principalelecaracteristicitehnicealemodeluluisunt:domeniultensiuniideintrare200‐560Vc.c.;tensiuneadeieşire3x400Vc.a.;puterenominală30kVA;protecţiimemoratelasupratensiunepecircuiteledeintrareşiieşire,supracurentlaieşire,avariesurseinterne,comandăsimultanăadouătranzistoaredepeaceeaşiramurășisupratemperaturăradiator.

Capitolul5are, ca obiectiv, proiectarea sistemului de achiziţie şi prelucrarea tensiunilornecesare şirealizarea întreguluisistemdeachiziţieşiprelucrareasemnalelornecesare înparteadecomandă.S‐aavut învedere că semnalele finale trebuie să fie compatibile cu sistemul dSPACE 1103 ce va fi utilizat pentruimplementareaalgoritmuluidecomandă.

Încontinuare,RaportulştiinţificsereferălainterfațareasistemuluidecomandășicontroldSPACEDS1103cuparteadeforțăamodeluluiexperimental.PentrustabilireaconexiunilorfizicedintreplacadeachizițieDS1103și sistemul de traductoare al modelului experimental, este considerată arhitectura plăcii, respectiv resurselehardwaredisponibile.

Astfel,dintotalulconvertoarelorA/N,respectiv,N/A,precumșicanalelordigitaledecomunicație,aufostselectateurmătoarele:‐patruconvertoareanalognumerice(A/N)tipparalel,nemultiplexate;‐zececonvertoareanalognumerice(A/N)tipparalel,multiplexate;‐șasecanalelordigitale.

S‐audefinitconvertoareleanalog‐numericeutilizatepentruachiziţiasemnalelordelasistemulsenzorialalmodeluluiexperimentalșis‐auasignatpiniicorespunzători.IeşiriletraductoareloraufostprevăzuteşicumufăBNCpepanoulfrontalalcarcaseiinvertorului,pentruvizualizarepeosciloscop.

Deasemeneaaufostprecizateceleșasecanaledigitalepentrusemnaleledecomandăaletranzistoarelor.

2

ÎnCapitolul7s‐arealizatfundamentareametodologieişiîntocmireaprotocoluluidetestareamodeluluiexperimental.Fundamentareametodologieișiconfigurareastructuriideexperimentares‐afăcutporninddelacondițiile reale existente într‐o substație de tracțiune în c.c. și având în vedere echipamentele disponibile înLaboratorul de Electronică de putere și Acționări electrice al Departamentului de Electromecanică, Mediu şiInformatică Aplicată. Structura de experimentare trebuie să conțină: Echivalentul grupului transformator‐redresordetracțiune;Echivalentulmotoarelordetracțiuneînc.c.;PosibilitateadeconectareaSISFREG,pedeoparteînpunctuldeconectareatransformatoruluidetracțiune,și,pedealtăparte,culiniadec.c.(echivalentulcatenarei).

Peaceastăbază,s‐arealizatschemaelectricăastructuriideexperimentare,evidențiindu‐seșitraductoarelenecesare.

Prinprotocoluldetestare,s‐audefinitobiectivele,respectiv:1. Verificarea corespondenței conexiunilor între ieșirile traductoarelor și intrările sistemului dSPACE, a

coeficiențilordetransferaitraductoarelorșiformelordeundăfurnizatedeacestea;2. VerificareacorespondențeiconexiunilorîntredrivereletranzistoarelorșiieșirilesistemuluidSPACE;3. Verificareafuncţionăriibucleidereglareatensiuniipecondensatoruldecompensare/regenerare;4. Verificarea funcţionării SISFREG în regim de filtrare activă și înregistrarea datelor necesare pentru

determinareaperformanțelorenergetice;5. VerificareafuncţionăriiSISFREGînregimderegenerareșiînregistrareadatelornecesarepentrudeterminarea

performanțelorenergetice.Capitolul8estededicatrealizăriistructuriidetestareşivalidareamodeluluiexperimental.Structuradeexperimentares‐arealizatpebazaschemeielectricedincapitolul7,prinprecizareatuturor

componenteloracesteia.Pentrucomandaşimonitorizreamodeluluiexperimentala fost creatăo interfațăgraficădecomandăși

control,carepermiteatâtcomandasistemului,câtșimonitorizareașiînregistrareamărimilordeinteres.ÎnCapitolul9s‐auefectuatexperimenteleînconformitatecuprotocoluldetestareşis‐auînregistratdatele

primare. De asemenea, se prezintă prelucrarea, interpretarea rezultatelor şi determinarea performanţelorenergeticelafuncționareaSISFREGînregimdefiltrareactivășilafuncționareaSISFREGînregimderegenerare.

CUPRINSULRAPORTULUI

Pg.S* pg.R*

3.1.PROIECTAREAPĂRȚIIDEFORȚĂAINVERTORULUI................................................................................................................. 3 33.1.1.Calcululmărimilorcaracteristice...................................................................................................................................................... 3 33.1.2.AlegereamodulelorIGBTșidimensionarearadiatoareloracestora ................................................................................. 3 43.1.3.Dimensionareafiltrelordeinterfațășiacondensatoruluidecompensare .................................................................... 4 93.2. IDENTIFICAREA PARTICULARITĂŢILOR DRIVERELOR DE COMANDĂ ȘI PROIECTAREA PĂRȚII DE

COMANDĂȘIPROTECȚIEAIGBT...................................................................................................................................................... 4 103.2.1.Identificareaparticularităţilordriverelordecomandă........................................................................................................... 4 103.2.1.1.Structura.................................................................................................................................................................................................. 4 103.2.1.2.Etajuldeintrare.................................................................................................................................................................................... 4 113.2.1.3.Etajuldeieşire....................................................................................................................................................................................... 123.2.2.ProiectareapărțiidecomandășiprotecțieaIGBT.................................................................................................................... 5 133.2.2.1.Circuitulintegratspecializat........................................................................................................................................................... 5 133.2.2.2.Protecţialaapariţiaimpulsurilordeinterferenţă.................................................................................................................. 6 143.2.2.3.ProtecţiamodululuiIGBTlasupracurentşiscurtcircuit..................................................................................................... 6 173.2.2.4.Protectialasupratensiuniîntrecolectorşiemitor................................................................................................................ 203.2.2.5.ProtecţialasupratemperaturăamodululuiIGBT.................................................................................................................. 203.2.2.6.ProtecţialavaloareminimăatensiunilordecomandăpepoartăVGG+şiVGG‐..................................................... 203.2.2.7.Structurafinală..................................................................................................................................................................................... 7 213.3.VALIDAREASTRUCTURIIDECOMANDĂ.......................................................................................................................................... 233.4. REALIZAREA INVERTORULUI ŞI A CIRCUITULUI DE INTERFAŢĂ CU LINIA DE C.C ȘI TESTAREA SI

VALIDAREAFUNCȚIONĂRIIÎNCIRCUITDESCHIS.....................................................................................................................7 25

3.4.1.Informaţiigenerale................................................................................................................................................................................. 7 253.4.2.Caracteristicitehnice.............................................................................................................................................................................. 7 253.4.3.Descriereconstructivăşifuncţională.............................................................................................................................................. 8 273.4.4.Alimentare.................................................................................................................................................................................................. 343.4.5.Validareafuncționăriiîncircuitdeschis ........................................................................................................................................ 353.5.PROIECTAREASISTEMULUIDEACHIZIŢIEŞIPRELUCRAREATENSIUNILORNECESAREŞIREALIZAREA

ÎNTREGULUISISTEMDEACHIZIŢIEŞIPRELUCRAREASEMNALELORNECESAREÎNPARTEADECOMANDĂ.. 36

3.5.2.Proiectareasistemuluideachiziţieşiprelucrareatensiunilorpeparteadec.a. ......................................................... 383.5.3.Proiectareasistemuluideachiziţieşiprelucrarea tensiunilorpeparteadec.c........................................................... 413.6. INTERFAȚAREA SISTEMULUI DE COMANDĂ ȘI CONTROL DSPACE DS1103 CU PARTEA DE FORȚĂ A

MODELULUIEXPERIMENTAL................................................................................................................................................................ 10 44

3.6.1.UtilizarearesurselorhardwarealeplăciidecomandășicontrolDS1103 ...................................................................... 10 443.6.2RealizareaconexiunilorporturilorD/SUBdeieşiredinplacadSpace1103(cătreechipament).......................... 11 46

3

3.7. FUNDAMENTAREA METODOLOGIEI ŞI ÎNTOCMIREA PROTOCOLULUI DE TESTARE A MODELULUIEXPERIMENTAL...........................................................................................................................................................................................

12 49

3.7.1.Fundamentareametodologieideexperimentare...................................................................................................................... 12 493.7.2.Protocoluldetestare.............................................................................................................................................................................. 13 513.8.REALIZAREASTRUCTURIIDETESTAREŞIVALIDAREAMODELULUIEXPERIMENTAL............................................ 13 523.8.1.Realizareastructuriideexperimentare ......................................................................................................................................... 13 523.8.2.Punereaînfuncțieșiobținerearegimurilordefuncționare.................................................................................................. 543.9.PRELUCRAREA,INTERPRETAREAREZULTATELORŞIDETERMINAREAPERFORMANŢELOR.............................. 15 573.9.1. Verificarea corespondenței conexiunilor între ieșirile traductoarelor și intrările sistemului dSpace, a

coeficiențilordetransferaitraductoarelorșiformelordeundăfurnizatedeacestea..................................................15 58

3.9.2.VerificareacorespondențeiconexiunilorîntredrivereletranzistoarelorșiieșirilesistemuluidSpace............. 16 593.9.3.Verificareafuncţionăriibucleidereglareatensiuniipecondensatoruldecompensare/regenerare................ 17 603.9.4. Verificarea funcţionării SISFREG în regim de filtrare activă, înregistrarea datelor și determinarea

performanțelorenergetice..................................................................................................................................................................17 62

3.9.5. Verificarea funcţionării SISFREG în regim de regenerare, înregistrarea datelor și determinareaperformanțelorenergetice..................................................................................................................................................................

18 65

3.9.6.Concluzii...................................................................................................................................................................................................... 19 663.10.Sintezarezultatelorobținute............................................................................................................................................................... 19 68BIBLIOGRAFIE....................................................................................................................................................................................................... 19 69

*Pg.R–numărulpaginiidinRaportulcomplet;pg.S–numărulpaginiidinRaportulsinteză(20pag)

Descriereaştiinţificăşitehnică(SINTEZĂ)Obs.Numerotareacapitolelor,figurilorşiecuaţiiloresteceadinRaportulcomplet

3.1.PROIECTAREAPĂRȚIIDEFORȚĂAINVERTORULUI3.1.1.CalcululmărimilorcaracteristiceAlegereaelementelorsemiconductoaredeputeresefaceînfuncțiedemărimilecaracteristiceconvertorului

staticutilizatșideparametriicircuituluidincareacestafaceparte[8],[21],[30].Înplus,seimpunecainvertorulsăsuporteosuprasarcinădeduratăde350%[14],[17],[21].

Astfel,deoarece invertorulde tensiuneva fi cuplat larețeauatrifazatăde400V,parametriiacestuiapeparteadecurentalternativsunt:Sn=30kVA;Un=400V;In=40A.

3.1.2.AlegereamodulelorIGBTșidimensionarearadiatoareloracestora

AlegereamodululuiIGBTsevafaceimpunândrespectareaurmătoarelorrelaţii,considerândvalorilemărimilorcaracteristice[24]:

catCsiC IkI , catCESsub VkU

(1.5)

unde:IC ‐curentulmediunominalprintr‐untranzistor;ICcat‐curentulmediumaximadmisibilprintranstor;ksi‐coeficientdesiguranţăîncurent(seconsiderăventilațianaturală,(ksi=4);Ub‐tensiuneacesolicitătranzistorulaflatînstaredeblocare;VCEScat‐tensiuneamaximadmisibilăcepoatesolicitatranzistorulînstaredeblocare;ksu‐coeficientdesiguranţăîntensiune(pentruinvertoareledetensiunesupratensiunilesuntreduse‐ksu=1,2).Seobține: AI catC 3,2515,3495,17 ; VV catCES 9002,1750

Sealege,înconsecinţă,modululIGBTfabricatdeMitsubishi,tipCM300DY‐24A(fig.1.1),avândurmătoareledateprincipaledecatalog[17]:- IC = 300 A - curentul mediu nominal al dispozitivului; - ICRM = 600 A - curentul maxim (de şoc) suportat în mod repetitiv; - PC = 1890 W - puterea disipată maximă; - VCES = 1200 V - tensiunea maximă suportată în stare de blocare; - VCE sat = 2,4 V - căderea de tensiune în conducţie la 125C; - Rth jcT = 0,066 K/W - rezistenţa termică joncţiune-capsulă pentru tranzistor; - Rth jcD = 0,12 K/W - rezistenţa termică joncţiune-capsulă pentru diodă; - Rth crT = 0,02 K/W - rezistenţa termică capsulă-radiator pentru tranzistor; - Rth crD = 0,02 K/W - rezistenţa termică capsulă-radiator pentru diodă; - Eoncat - energia necesară amorsării este disponibilă grafic; - Eoffcat - energia necesară dezamorsării este disponibilă grafic;

Pentrudimensionarearadiatoruluiderăcirepecarevafimontatmodululdetranzistoare,estenecesarafirealizatăverificarealaîncălzireaansambluluitranzistor‐radiator.Înacestsens,pierderiletotalepedispozitivulsemiconductorsuntcalculatecurelaţia[24]:

offcont PPPP , (1.6)

4

unde:Pon‐pierderilelaintrareaînconducţieatranzistorului;Pc‐pierderileînconducţiealetranzistorului;Poff‐pierderilelablocareatranzistorului.

Pierderiletotalepotficalculateînfuncțiedeenergiatotală:

offonswct EEfPP (1.7)

Energia necesară intrării în conducție este dată înfoaiadecatalog(Eoncat),pentruotensiunedetest,astfelcăeste necesară o corectare a acestei valori în funcție detensiuneadelucru.

Seareînvederefaptulcăenergiadecomutașieestedirectproportionalăcutensiuneaaplicatăîntrecolectorșiemitor.

Pentruofrecvenţădecomutaţiemaximăde20kHz,pierderiletotalemediicalculatecu(1.7)sunt:

WPt 08.271102,62,5102008.43 33 (1.9)

Considerând temperatura maximă a joncțiuni de 125C, se obține rezistența termică maximă aansambluluiderăcire:Rthra≤0,0756K/W.

Pentrurăcire, sealegeunprofilextrudatprodusdecătreABLHeatsinks, tip803HPacărui rezistențătermicăesteRthra=0,07K/Wpentrurăcireactivășiareurmătoriiparametriimecanici:lățime240mm;lungime150mm;înălțime85mm;fluxdeaer2m/s.Rezistențatermică,de0.07K/W,afostdeterminatăinteractiv,pentruolungimeconsideratăaradiatoruluide150mmșiunfluxdeaerde2m/s.

3.1.3.Dimensionareafiltrelordeinterfațășiacondensatoruluidecompensare

Filtreledeinterfațădepeparteadec.a.șic.c.s‐audimensionatdupăalgoritmiifundamentațiînetapa2șidezvoltărileulterioare[6],[7],[26],[43]‐[46].Datelerezultateșimoduldeexecuțiesuntdateîncontinuare.1. Inductivitateatrifazatăpentrufiltruldeinterfaţăspreinvertor:valoarepefazăL1=30µH,2prizeegale;curent

IN=40A,2500Hz.Pestecurentularmonicsesuprapuneuncurentdeamplitudinemax.10Așifrecvența20kHz.2. Inductivitateatrifazatăpentrufiltruldeinterfaţăsprereţea:valoarepefazăL2=2,4mH;3prizeegale;curent

IN=40A,2500Hz.Pestecurentularmonicsesuprapuneuncurentdeamplitudinemax.10Asifrecventa20kHz.3. Filtruldeinterfaţă:C=15pF,UN=380V,f=10kHz,R=4,1Ω,P=5W.4. Filtrulderețeapentruarmoniciledecomutaţie(trifazat):U=380V,Trecejos,Frecventadetăiereminim100Hz,

maxim500Hz.5. Condensatorulpentrucompensare(circuituldeseparare):C=2200µF,UN=600V,f=20kHz.6. Inductivitateapentrucircuituldeseparare2buc:valoareLs=3µH;2prizeegale;curentIN=50Acc.

Pestecurentulcontinuusesuprapuneuncurentalternativdeamplitudinemax.2Asifrecvența20kHz.

3.2.IDENTIFICAREAPARTICULARITĂŢILORDRIVERELORDECOMANDĂȘIPROIECTAREAPĂRȚIIDECOMANDĂȘIPROTECȚIEAIGBT

3.2.1.Identificareaparticularităţilordriverelordecomandă

3.2.1.1.Structura

InterfaţadintrecircuiteledecomandăşimoduleleIGBTserealizeazăcuundispozitivcaretrebuiesăaibăurmătoarelecaracteristici[1],[22],[37],[42]:săgenerezeimpulsuridecomandăpegrilăconformcerinţelordindatele de catalog ale modulului IGBT; să asigure pauza între impulsurile de comandă pe grila celor douătranzistoaredepeaceeaşiramurăapunţiifiltruluiactiv;săincludăsurseîncomutaţienecesarepentruasigurareatensiunilordecomandăpegrilă;săasigureizolareagalvanicăîntrecircuituldecomandăşitranzistoareleIGBT;săprotejezetranzistoareleIGBTlaapariţiaunorstărideavarieşisălesemnalizeze.

Dispozitivuldecomandăpegrilăaredouăblocuriprincipale:‐etajuldeintrare,carerealizeazăinterfaţacucircuiteledecomandă;‐etajulfinal,carerealizeazăinterfaţacumodululIGBT.

3.2.1.2.Etajuldeintrare

Acesta trebuie să asigurepauza “dead‐time”dintre impulsurilede comandăpegrilamodulelor IGBT înstructurăsemipunte.

FormeledeundăpentrucurentuldecolectorICalunuitranzistorIGBTşiimpulsuldecomandămodulatîndurată,prezentateînfigura2.2,evidenţiazăapariţiaunuitimpdeîntârzierefaţădeimpulsuldecomandă,atâtla intrarea cât şi la ieşirea din conducţie a unui tranzistor IGBT, precum şi inegalitatea acestor durate. Este

Fig. 1.1. Aspectul tipic al modulului IGBT CM300DY-24A

5

esenţială inserarea acestui "dead‐time" între semnalele de comandă a celor două tranzistoare, pentru a evitasuprapunereaconducţieicelordouăelementedeputeredepeacelaşibraţalpunţiiinvertoare.

Dinanalizafigurii2.2,rezultăcăun"dead‐time"de3µsgaranteazăfuncţionareasigurăainvertorului.

Fig.2.2.Explicativăprivindtimpuldeîntârziere

Inalegereadurateipauzei“dead‐time”s‐aţinutcontcătimpiimorţidinetajulfinaldecomutaţieduclaapariţiaunorneliniarităţiînfuncţiadetransferacircuituluideputere,neliniarităţicepotfidificildeîndepărtatdecătrecircuituldereacţiedacăaceştiaauovaloaremaimare.RezultăcăperioadadecomandăTeste:T=t1+t2+DT,unde:t1estetimpulcândT+esteînconducţie;t2estetimpulcândT‐esteînconducţie;DTeste"dead‐time".

3.2.2.ProiectareapărțiidecomandășiprotecțieaIGBT

3.2.2.1.Circuitulintegratspecializat

Pentru rezolvarea problemelor evidențiate în §3.2.1. s‐a ales circuitul integrat specializat IXDPi 630fabricatdeIXIS[22],(Fig.2.4)carerealizeazăatâtinterfaţaîntrecircuituldecomandăşietajulfinal,câtşipauza(“dead‐time”)întreimpulsuriledecomandăaletranzistoarelordepeacelaşibraţalpunţiiinvertoare.

Semnificaţiaterminaleloresteurmătoarea:‐R,SșiT(1,3si5)suntceletreiintrărimonofazate.FiecăreiintrăriîicorespunddouăieşiripentrusemnaleledecomandănesuprapuseRU/RL,SU/SLsiTU/TLÎntârziereaîntrefrontulcoborâtoraluneiliniişifrontalcrescătoralceleilalteesteînfunctiedeclock.

‐ENAR,ENAS,ENAT(2,4şi6)‐SemnaleleENA(R,S,T)controleazăliniiledeiesire.Intrarealogică“1”valideazăieşirilealocatefazeideintrarepotrivite.Ointrarelogică“0”inhibăambeleieşiriîntr‐unnivellogic“0”.

‐OUTENA (7) controlează simultan toate ieşirile.Nivelul logicdeintrare“1”vavalidatoateieșirilepefazeleloraferente.Nivellogicdeintrare“0”vainhibatoateieşirile(“0”).‐RESET(8)‐CândintrareaRESETdevine“0”,toateieşiriletrecînstare“0”.DupăeliberareacomenziiRESET,peperioadaîntârzieriigenerate,ieşirilesevoralinialanivelulfazeideintrare,dupăîntârziereainternăprogramată.‐GND(9)‐MASA‐0Volti‐RCIN(10)‐Nodalreţeleiclocklacares‐aaplicatuncircuitRC.‐OSCOUT(11)‐Noduldeieşirealoscilatorului.‐TL,TU,SL,SU,RL,RU (12,13,14,15,16,17) ‐ După întârziereacorespunzătoare,ieşirileexterne(RU,SU,TU)suntînfazacuintrărilecorespunzătoare;(RL,SL,TL)suntieşirilecomplementare.

‐VCC‐Alimentarecutensiune+5V±10%.Diagrameledefuncţionarealecircuituluiintegratspecializatsuntprezentateînfigura2.5.Înfig.2.5a)se

prezintăoperareanormalăacircuituluidupăceintrareaRESETafosteliberată.“DEADTIME”areoduratăegalăcu8xperioadaClockşiînacesttimpatâtXU,câtşiXLsunt"0".Înfig.2.5b)searatăcumintrărileOUTENA,respectivENAXcontroleazăieşirileXUşiXL.Seobservăcăunnivellogic"0"laintrareaOUTENAvainhibatoateieşirileîn"0".Unnivellogic"0"laintrareaENAX(undeXesteunuldintreceletreicanale)vainhibaieşirileXUsiXLaleacestuicanal"0".

60A

40A

20A

0A

6V

4V

2V

20µs 60µs40µs

ImpulscomandămodulatînduratăCurentcolectorIC

(25,040µs,5,000V)

(27,094µs,49,491A)

(50,000µs,5,000V)

(52,274µs,0,000A)

Fig.2.4.Terminalelecircuituluiintegrat

6

Fig.2.5.Diagramedefuncţionare

3.2.2.2.Protecţialaapariţiaimpulsurilordeinterferenţă

Circuitulfinaldeputere,careseregăseşteînetajulfinalaldispozitivuluidecomandăpegrilă,areschemadinfigura2.6.

RezistenţapegrilăRGafostdivizatăîndouărezistoareR2şiR3pentruintrareaînconducţieşirespectivblocareatranzistoruluiIGBT.Utilizareacelordouărezistenţeprevineapariţiaunuicurentdescurtcircuitîntimpulproceselorde comutaţieale celordouă tranzistoareMOSFET (U1,U2).Devaloarea lordepinde,deasemenea,timpuldeintrare,respectivieşiredinconducţieatranzistoruluiIGBTşiimplicitpierderileîncomutaţie.

Fig.2.6.Circuitulfinaldeputere

3.2.2.3.ProtecţiamodululuiIGBTlasupracurentşiscurtcircuit

În principal, controlul curenţilor de scurtcircuit necesită măsuri de protecţie rapidă care realizeazăcontroluldirectaletajuluifinalaldispozitivuluidecomandăpegrilă,deoarecetranzistorultrebuieblocatîn10µsdelaapariţiascurtcircuitului.

UltimageneraţiedemoduleIGBT,aşanumitele“moduleIGBTinteligente”monitorizeazăcontinuucurentulcaretreceprinmodul.Dacăacestadepăşeşteniveluldesupracurentspecificat(OC)pentruuntimpmaimaredecâttoff(OC),uncircuitinterndecontrolvaprotejamodulul,dezactivândcomandagrileişivageneraunsemnaldeieşiredeavarie.

Majoritatea“modulelorinteligente”folosesc2paşipentrublocareatranzistoruluiIGBT:tensiuneadegrilăesteredusăînprimafazălaotensiuneintermediară,ceeaceducelaoscăderelentăacurentuluilaunnivelmaimic,apoi,după5µs,tensiuneadegrilăesteredusăla0Vblocândcomplettranzistorul.Înacestfel,seevităapariţiasupratensiunilorîntrecolectorşiemitor(Fig.2.14).

a)

b)

IC1

PWM0

0

00

U1

V1

RF1

2

4

3

5

C1

VGG+

VGG‐

R1

Q1

Q2

C2 C3

C4 C5

U1

U2

U3R2

R3

R4

VD

R5

IGQ3

Q4

7

a)fărăblocarelentă b)cublocarelentă

Fig.2.14.Protecţialasupracurent

3.2.2.7.Structurafinală

Înurmaanalizei cerinţelordemai sus, s‐a obţinuturmătoarea structuradebază aunuidispozitivdecomandăpegrilăpentruunmodulIGBTîntr‐ostructurăsemipunte(fig.2.18).

Fig.2.18.SchemablocaunuidispozitivdecomandăpegrilăpentruuntranzistorIGBTînstructurăsemipunte

Această structură îndeplineşte cerinţele de bază impuse: Generează impulsurile de comandă pe grilă,conformdatelordecatalogalemodululuiIGBTales;Asigurăpauzaîntreimpulsuriledecomandăpegrilacelordouătranzistoaredepeaceeaşiramurăapunţiiinvertoare,timpreglabilprinperioadaclock‐ului;Includesursedecomutaţienecesarepentruasigurareatensiunilordecomandăpegrilă(VGG+,VGG‐)şiasigurăsupravegherealor;Realizează izolarea galvanică prin folosirea a două optocuploare ce asigură legătura etaj intrare – etaj final;Protejeazătranzistoarele IGBTlaapariţiaunorstărideavarie(supracurent,scurtcircuit,supratensiune,dv/dt,etc.)şisemnalizeazăapariţiaacestorsituaţii;Inhibăimpulsuriledeinterferenţă.

3.4. REALIZAREA INVERTORULUI ŞI A CIRCUITULUI DE INTERFAŢĂ CU LINIA DE C.C ȘI

TESTAREA SI VALIDAREA FUNCȚIONĂRII ÎN CIRCUIT DESCHIS

3.4.1.Informaţiigenerale

EchipamentulVFI‐40K‐UCVesteunmodelexperimentalconfigurabilalunuisistemdefiltrareşiregenerarepentrusubstaţiidetracţiuneîncurentcontinuu.

3.4.2.Caracteristicitehnice

Bufferintrare

Impulscomandă

Bufferintrare

Circuitfinaldeputere

Detectoravarie

Impulscomandă

Circuitfinaldeputere

Detectoravarie

Impulscomandă

SupraveghereVGG

SSUPERIOR

SINFERIOR

STARE

RESET

IZOLARE

GALVANICĂProtecţierapidă

IC,VCEsat

Protecţierapidă

IC,VCEsat

VGG+

INFERIOR

VGG‐

VGG+

SUPERIOR

VGG‐

SUPERIOR

INFERIOR

ETAJINTRARE ETAJFINAL

Impulscomandă

Timppauzăîntre

impulsuri

Suprimareimpuls

t

Sursătensiuneîn

comutaţie

8

Principalele caracteristici tehnice ale modelului sunt: domeniul tensiunii de intrare 200 ‐ 560 V c.c.;tensiuneadeieşire3x400Vc.a.;puterenominală30kVA;protecţiimemoratelasupratensiunepecircuiteledeintrareşiieşire,supracurentlaieşire,avariesurseinterne,comandăsimultanăadouătranzistoaredepeaceeaşiramurășisupratemperaturăradiator.

3.4.3.Descriereconstructivăşifuncţională

Sistemulesterealizatînconstrucţiemodulară,cuposibilitățideconectareîntremoduleșiesteproiectatșiexecutat învederea testăriipeostructurăexperimentalăde laboratorcarereproducecondițiilespecificeuneisubstațiidetracțiuneînc.c.[10].

3.4.3.1.MODUL1

Modulul1cuprindeelementelecircuituluideintrare,respectiv(Fig.4.2):întrerupătorulautomattripolarQ1;traductoareledecurentTI1,TI2,TI5şiTI6;traductoareledetensiuneTU1şiTU2.

3.4.3.2.MODUL2

Modulul 2 cuprinde elementele circuitului de încărcare a condensatorului de compensare (Fig. 4.3):siguranţelefuzibileF1,F2,F3;contactorulK1şirezistenţeleR1,R2şiR3depreîncărcare;contactorulprincipalK2;traductoareledecurentTI3şiTI4;traductoareledetensiuneTU3şiTU4.

Fig.4.2.Modul1vederefrontală Fig.4.3.Modul2vederefrontală

Fig.4.4.Modul3.1vederefrontală Fig.4.5.Modul3.2vederefrontală

9

3.4.3.3.MODUL3

Modulul3conținefiltruldeinterfațăpeparteadec.a.șiestestructuratîn3submodule.Modulul3.1conțineinductivitateatrifazatăL1(a,b,c)cu4valoriconfigurabile(Fig.4.4).Modulul3.2conținecondensatoareleC1,C2,C3șirezistențeledeamortizareRC1,RC2,RC3(Fig.4.5).Modulul3.3conțineinductivitateatrifazatăL2(a,b,c)cu3valoriconfigurabile(Fig.4.6).

3.4.3.4.MODUL4

Modulul4cuprindeinvertoruldetensiune,elementelepanouluidecomandăşisupraveghereșiborneledemăsură ale ieșirilor traductoarelor de tensiune şi curent (Fig. 4.7). Elementele panoului de comandă şisupravegheresunt:display;butonulverdedeconectareK1‐K2;butonulverdedeconectareK3;comutatoruldeSTARTcu2poziţii;butonulroşudeRESET;LEDroşuAVARIE;LEDalbVALIDARECOMANDĂ.

Fig.4.7.Modul4vederefrontală

3.4.3.5.MODUL5

Modulul5cuprindecircuituldesepararepeparteadec.c.(fig.4.8).

OvederefrontalăaîntreguluisistemSISFREGesteprezentatăînfig.4.10.

Fig.4.6.Modul3.3vederefrontală

10

Fig.4.10.SISFREGvederefrontală

3.6.INTERFAȚAREASISTEMULUIDECOMANDĂȘICONTROLDSPACEDS1103CUPARTEADEFORȚĂAMODELULUIEXPERIMENTAL

3.6.1.UtilizarearesurselorhardwarealeplăciidecomandășicontrolDS1103

PentrustabilireaconexiunilorfizicedintreplacadeachizițieDS1103șisistemuldetraductoarealmodeluluiexperimental,esteconsideratăarhitecturaplăcii,respectivresurselehardwaredisponibile.

Astfel,dintotalulconvertoarelorA/N,respectiv,N/A,precumșicanalelordigitaledecomunicație,aufostselectateurmătoarele:‐patruconvertoareanalognumerice(A/N)tipparalel,nemultiplexate;‐zececonvertoareanalognumerice(A/N)tipparalel,multiplexate;‐şasecanalenumericedecomunicaţiedintr‐unportde8biţi.

Convertoareleanalog‐numericeutilizatepentruachiziţiasemnalelordelasistemulsenzorialalmodeluluiexperimental corespund tabelului 6.1 (cu asignarea corespunzătoare a pinilor). Ieşirile traductoarelor suntprevăzuteşicumufăBNCpepanoulfrontalalcarcaseiinvertorului,pentruvizualizarepeosciloscop.

Tabelul6.1Convertoareleanalog‐numericeutilizatepentruachiziţiasemnalelordelasistemulsenzorialalmodeluluiexperimentalșiasignareapinilormufelordeconexiune

CANutilizat Traductormăsurăschemăforţă

Descriere Conexiune

ADCH1 TU1 Traductortensiunereţea(uab) P1B– 34ADCH2 TU2 Traductortensiunereţea(ubc) P1A– 34ADCH3 TU3 Traductortensiuneprimartraforecuperare(uab) P1B– 02ADCH4 TU4 Traductortensiuneprimartraforecuperare(ubc) P1A–02ADCH5 TU5 Traductortensiunecircuitintermediar(udc‐link) P1B–19ADCH6 TI1 Traductorcurentreţea(fazaa) P1A–19ADCH7 TI2 Traductorcurentreţea(fazab) P1B–36ADCH17 TI3 Traductorcurentprimartraforecuperare(fazaa) P1B–23

Fig. 4.8. Modul 5 vedere frontală

11

ADCH18 TI4 Traductorcurentprimartraforecuperare(fazab) P1A– 23ADCH8 TI5 Traductorcurentprimartrafotracţiune(fazaa) P1A– 36ADCH9 TI6 Traductorcurentprimartrafotracţiune(fazab) P1B– 04ADCH19 TI7 Traductorcurentieşireinvertor(fazaa) P1B–40ADCH20 TI8 Traductorcurentieşireinvertor(fazab) P1A–40ADCH10 TI9 Traductorcurentcircuitintermediar(dc‐link) P1A–04

Conexiuniledeieşirepentrusemnaleledecomandăaletranzistoarelorsuntprezentateîntabelul6.2.

Tabelul6.2Ieșiriledigitale(semnaleledecomandăpentrutranzistoareledeputere)șiasignareapinilormufelordeconexiune

Tranzistor Portdigitalcomunicaţie

Conexiune Tranzistor Portdigitalcomunicaţie

Conexiune

T1 IO03 P2A–02 T4 IO02 P2B–02T2 IO04 P2B–19 T5 IO05 P2A‐19T3 IO01 P2A–18 T6 IO00 P2B–18

CablareadintreplacadSPACEșiinvertoruldeputeredincomponențasistemuluidefiltrareșiregenerarese facecucabluri tippanglicăavând lacapeteconectoare tipD‐Subcu50pini,deoarece fiecaremagistralădeconexiune(P1,P2,P3)esteconectatălaplacadSPACEcuconectorKELdeînaltădensitate,cu100pini.

Dinacesta,pleacămaidepartecâtedouăcabluripanglicăde50pini,fiecarecabluavândlacapătcâteunconectorD‐SUB cu 50pini (P1A, P1B,P2AA,P2B, P3A,P3B), care se conectează în final la invertorprintr‐unconectorindustrial.

3.6.2RealizareaconexiunilorporturilorD/SUBdeieşiredinplacadSpace1103(cătreechipament)

DeoarecepentruconectareaechipamentuluisevorutilizaporturileP1șiP2,realizareaconexiunilorsefaceconformasignăriipinilordinFig.6.2pentruportulP1,respectivFig.6.3pentruportulP2.

Fig.6.2AsignareapinilormufelorP1AșiP1BcorespunzătoareportuluiP1

Fig.6.3AsignareapinilormufelorP2AșiP2BcorespunzătoareportuluiP2

12

3.7.FUNDAMENTAREAMETODOLOGIEIŞIÎNTOCMIREAPROTOCOLULUIDETESTAREAMODELULUIEXPERIMENTAL

3.7.1.Fundamentareametodologieideexperimentare

Fundamentareametodologieișiconfigurareastructuriideexperimentares‐afăcutporninddelacondițiilerealeexistenteîntr‐osubstațiedetracțiuneînc.c.șiavândînvedereechipamenteledisponibileînLaboratoruldeElectronicădeputereșiAcționărielectricealDepartamentuluideElectromecanică,MediuşiInformaticăAplicată.Laboratoruldispunedemașinielectricedec.a.șic.c.,autotransformatoareșitransformatoaretrifazate,redresoarecomandateșinecomandate,invertoaredetensiuneș.a.

Dinpunctdevederealalimentăriicuenergieelectrică,suntaccesibile:sursătrifazatădec.a.(380V,60kVA);sursămonofazatădec.a.(220V,20kVA);sursădec.c.(110V,200A)șisursădec.c.(220V,200A).

Structuradeexperimentaretrebuiesăconțină:Echivalentulgrupuluitransformator‐redresordetracțiune;Echivalentulmotoarelorde tracțiune în c.c.; Posibilitateade conectareaSISFREG,pedeoparte înpunctuldeconectareatransformatoruluidetracțiune,șipedealtăparte,culiniadec.c.(echivalentulcatenarei).

De asemenea, structura de experimentare trebuie să permită: Încărcarea echivalentuluimotoarelor detracțiuneînc.c.,respectiv încărcarearețeleidealimentarecuuncurentnesinusoidalsimilarcucelabsorbitdesubstațiile de tracțiune în c.c.; Creșterea tensiunii în linia de c.c. prin trecerea echivalentului motoarelor detracțiuneînregimdegenerator.

Peaceastăbază,s‐arealizatschemaelectricădinFig.7.1.,careconțineșitraductoarelenecesare[4],[16],[28],[36].

Fig.7.1.Schemaelectricăastructuriiexperimentalepentrutestareamodeluluiexperimental

Seevidenţiazăprincipalelecomponente:Sistemuldefiltrareșiregenerare(SISFREG);Transformatorulderegenerare(TR);Autotransformatorul(AT)dealimentarearedresoruluitrifazatnecomandat(RT);Mașinadec.c.cuexcitațieseparată(M);Mașinasincronă(MS);ÎntrerupătorultrifazatmanualK4,princaresefaceconectareatransformatorului de regenerare la rețeaua trifazată; Întrerupătorul trifazat manual K5, prin care se faceconectareamașiniisincronelarețeauatrifazată;ÎntrerupătorulmonofazatmanualK3,princaresefaceconectareaSISFREGcuieșireaRT(liniadetracțiune).

Comandaşimonitorizreamodeluluiexperimental se realizeazăutilizândsistemuldSPACE1103montatîntr‐uncalculator industrial,aflat îndotareaLaboratoruluideElectronicădeputereşiAcționărielectricedela

A1

AT RT M

A

B

C

TR

CI

F.A.P

MS 3~

A2

B2

C2

B1 C1

A3 B3 C3

TU1

TU2

TU3

TU4

TU5

Ls

TI1

TI2

TI3

TI4

TI5 TI6

TI7 TI8

TI9

A B C

K4

K5

K3

SISFREG

C3

13

FacultateadeInginerieElectricăaUniversităţiidinCraiova,prinintermediuluneiinterfețegraficedecomandășicontrol,caresăpermităatâtcomandasistemului,câtșimonitorizareașiînregistrareamărimilordeinteres.

3.7.2.Protocoluldetestare

3.7.2.1.Obiective

1. Verificarea corespondenței conexiunilor între ieșirile traductoarelor și intrările sistemului dSPACE, acoeficiențilordetransferaitraductoarelorșiformelordeundăfurnizatedeacestea.

2. VerificareacorespondențeiconexiunilorîntredrivereletranzistoarelorșiieșirilesistemuluidSPACE.3. Verificareafuncţionăriibucleidereglareatensiuniipecondensatoruldecompensare/regenerare.4. Verificarea funcţionării SISFREG în regim de filtrare activă și înregistrarea datelor necesare pentru

determinareaperformanțelorenergetice.5. Verificarea funcţionării SISFREG în regim de regenerare și înregistrarea datelor necesare pentru

determinareaperformanțelorenergetice.

3.8.REALIZAREASTRUCTURIIDETESTAREŞIVALIDAREAMODELULUIEXPERIMENTAL

3.8.1.Realizareastructuriideexperimentare

Înconformitatecuprevederilecontractuale,experimentăriles‐aurealizatînLaboratoruldeElectronicădeputereșiAcționărielectricealDepartamentuluideElectromecanică,MediuşiInformaticăAplicată.

Structuradeexperimentares‐arealizatpebazaschemeielectricedinFig.7.1.[12],[13],[48],[49]șiconține:1. Transformatorul de regenerare (TR): Conexiune Y/d; Tensiuni 380/130V; Puterea aparentă nominală

SNR=21kVA.2. Autotransformatorul (AT)dealimentarea redresorului trifazatnecomandat (RT):Tensiuneadealimentare

380V;Tensiuneadinsecundar(0‐380)V;PutereaaparentănominalăSNAT=30kVA.3. Mașinadec.c.cuexcitațieseparată(M):UN=220V;IN=34A;PN=6,2kW;nN=1500rot/min.3. Mașinasincronă(MS);ConexiuneY;UN=400V;SN=6,2kVA;IexN=4A.4. Întrerupătorul trifazatmanual K4, prin care se face conectarea transformatorului de regenerare la rețeaua

trifazatăesteprevăzutînmodulul1alSISFREG(întrerupătorulautomattripolarQ1);5. ÎntrerupătorultrifazatmanualK5,princaresefaceconectareamașiniisincronelarețeauatrifazată;6. ÎntrerupătorulmonofazatmanualK3,princaresefaceconectareaSISFREGcuieșireaRT(liniadetracțiune).

Pentrucomandaşimonitorizareamodeluluiexperimentala fostcreatăointerfațăgraficădecomandășicontrolcarepermiteatâtcomandasistemului,câtșimonitorizareașiînregistrareamărimilordeinteres(Fig.8.1).

Fig.8.1.Interfațagraficăpentrutestareamodeluluiexperimental

14

Prinintermediulpanouluivirtualdecomandăşicontrol,echipamentulpoateficuplatsaudecuplatdelareţea,poatefivalidatăpreîncărcareaînbuclăînchisă,respectivpoatefipornităsauoprităcompensareacurentuluiabsorbitdelareţea(dacămetodadecalculaacestuiadinurmăopermite)[2],[3],[5],[15],[23],[27],[31]‐[35],[38],[40].

Panoulvirtualdecomandăşicontrolaechipamentuluiesteprevăzutşicuaparatevirtualedemăsurăşicontrol cuac indicator,prevăzutepentruafişareavaloriimediia tensiuniipe condensatorulde compensare, acurentuluiefectivabsorbitdecătretransformatoruldetracţiune,respectivatensiuniiefectivedelinieareţeleidealimentare. Trebuie însă precizat faptul că mărimile medii şi efective „măsurate” de către „aparatele cu acindicator” sunt de faptmăsurate în valoare instantanee tot de către CAN, iar valorile afişate sunt calculate cublocuriSimulinkspecifice.

Înpanoulvirtualpotfivizualizateîntimprealsemnaleinstantanee,cumarfitensiunileprescrisăşirealăpecondensatoruldecompensare,curentuldoritlareţeaprescrisşireal,respectivtensiuneareţelei,etc.Pentruaceasta,seutilizeazăosciloscoapevirtualeacărorbazădetimpseseteazăprinconfigurareaachiziţiei.Aceastadinurmăestecontrolatătotprintr‐uninstrumentplasatpepanoulvirtualşianumeinstrumentuldeconfigurareşicomandăaCAN‐ului.

Pentruprelucrareașiutilizareaînalgoritmuldecomandă,latransformareamărimilorachiziționatedelatraductoaresevațineseamadecoeficientuldescalarealintrăriloranalogicealeplăciidSPACE,carearevaloarea1/10.Astfel,pentrutransformareaînmărimefizicăexprimatăînunitățiabsolute,fiecaresemnalachiziționatseînmulțeștecu10/KT(KT‐coeficientuldetransferaltraductoruluiaferent).

Secvenţelepentrupunereaînfuncţieaechipamentuluisunt:- SeporneştecalculatorulşiseîncarcăutilitarulControldesk;- Sedeschideproiectulataşatalgoritmuluideconducere,carearecaefectafişareainterfeţeigrafice;- Seîncarcăalgoritmuldeconduceresubformaunuifişiercuextensia.sdf(systemdescriptionfile);regulatoarelesuntblocate(intrărileşiieşirilesuntţinuteînzeroprinresetareaintegratoarelor);

- Setreceinterfaţagraficăînmoduldelucru„Animationmode”;- SealimenteazăparteadecomandăaSISFREG;- Seapasăbutonul“ConectareK1‐K2”depeparteafrontalăamodulului4alSISFREG;înacestfel,redresorulestealimentat,iarcondensatoruldincircuitulintermediar(C3)seîncarcăprinrezistenţeledelimitareacurentului;apoi,dupăuntimpstabilithardware,sedăcomandădeînchidereacontactoruluiK2şiapoi,dedeschidereacontactoruluiK1;înconsecință,condenstorulseîncărcăliberpânăaproapedevaloareadevârfatensiuniideliniedinsecundarultransformatoruluiderecuperare;

- Setrececheia“Start”depeparteafrontalăamodulului4alSISFREG,pepoziția„1”;înacestfel,sevalideazăcomandatranzistoarelorIGBT;

- Seporneştealgoritmuldeconducere,prinapăsareabutonului„Pornit”depeinterfaţagrafică(sedeblocheazăregulatoarele); condensatorul de compensare se încarcă la valoarea prescrisă (maimare cu cca. 5% decâttensiuneanominalălabornelemotoruluidec.c.);

- Sealimenteazăînfășurareadeexcitațieamotoruluidec.c.lacurentdecca.0,8dincurentulnominal;- Secreștetensiuneadatădeautotransformatorpânăcândseobțineturațianominalăamotoruluidec.c.;înacestfel,motorul de c.c. pornește prin alimentarea cu tensiune variabilă crescător obținută de la redresorul detracțiune;

- Seexcitămașinasincronăcuuncurentcareasigurătensiuneanominalălaborne;- Serealizeazăcondițiiledecuplarelarețeaamașiniisincrone(carefuncționeazăcașigenerator),acționândsimultan asupra tensiunii furnizate de autotransformator (pentru reglarea frecvenței) și asupra excitațieimașiniisincrone(pentrureglareavaloriiefectiveatensiunii);

- Seînchide,manual,contactorulK5careconecteazăgeneratorulsincronînparalelcurețeaua;- Seînchide,manual,contactorulK3careconecteazăechipamentullaliniadec.c.

Pentruobținerea regimuluide tracțiune, respectiv funcționareaSISFREG înregimde filtrare, se încarcămotoruldec.c.,pânălacurentulnominal,princreștereafinăatensiuniidatădeautotransformator;practic,mașinasincronădebiteazăînrețeaopartedinputereaactivăabsorbitădeautotransformatoruldetracțiuneșiSISFREG.

Pentrutrecereaînregimderegenerareseparcurgurmătoarelesecvențe:- Sereducesarcinamotoruluidec.c.până lazero,prinreducerea finăa tensiuniidatădeautotransformator;practic,mașinasincronătrecedinregimdegeneratorînregimdemotor,iarmașinadec.c.trecedinregimdemotorînregimdegenerator;

- Seîncarcăgeneratoruldec.c.pânălacurentulnominal,princreștereafinăacurentuluideexcitațiepânăcând,fiecurentulprinindusarevaloarenominală,fiecurentuldeexcitațiearevaloarea1,2xcurentulnominal;dacălavaloareamaximăacurentuluideexcitație(1,2xcurentulnominal),curentuldesarcinăestemaimicdecâtcurentulnominal,creștereaacestuiasefaceprinreducereafinăatensiuniidatădeautotransformator.

Oimagineastanduluideexperimentareestearătatăînfig.8.3.

15

Fig.8.3.Imagineastructuriideexperimentarecuevidențierea:SISFREG;transformatoruluideregenerare(TR);redresoruluinecomandat(RT);mașiniidec.c.(Mcc);mașiniisincrone(MS);calculatoruluiindustrial(CI)și

amplificatoruluidemăsurăcuizolaregalvanică(AM)

3.9.PRELUCRAREA,INTERPRETAREAREZULTATELORŞIDETERMINAREAPERFORMANŢELOR

Înainte de conectarea sistemului DSP cu SISFREG sunt necesare câteva verificări de corespondență,deoareceoriceeroareînacestsenspoateafectabunafuncționaresauchiarintegritateainvertorului[18],[31]‐[33].Toateverificărileșitestelesuntefectuateînacordcuprotocoluldetestare(§3.7.2).

3.9.1.Verificareacorespondențeiconexiunilor întreieșiriletraductoarelorși intrărilesistemuluidSPACE,acoeficiențilordetransferaitraductoarelorșiformelordeundăfurnizatedeacestea

Corespondența conexiunilor între ieșirile traductoarelor și intrările sistemului dSPACE s‐a verificat,succesiv,îndouămoduri.1. Verificareafizicăutilizândunohmmetruprin“sunarea”întreieșireatraductoruluișipinulcorespunzătorde

pemufadeieșiredinSISFREG.Aceastaesteoverificareparțială,îndouăetapeșipresupuneșiverificareapinilordeintrareșiieșireaicabluluideconectare.

2. Verificareafuncțională.Pentruaceasta,fărăasecomandatranzistoareleinvertorului,s‐aprocedatînmodparticularînfuncțiedetraductoareleverificate.

A. VerificareaconexiuniitraductoarelorTU1,TU2,TI1,TI2,TI3șiTI4

Pentruaceasta,s‐auparcursurmătoarelesecvențe:- s‐aalimentatparteadecomandăaSISFREG;- autotransformatorulATs‐aconectatlaborneleA2,B2prinintermediuladouăampermetre;- s‐aalimentatSISFREGpelaborneleA,BșiC(Fig.7.1)lasistemultrifazat(380V);- s‐averificatșis‐arealizatsuccesiuneadirectăafazelor;- s‐aalimentatînfășurareadeexcitațieamașiniidec.c.;- s‐acrescuttensiuneadatădeautotransformator,mașinadec.c.pornindcutensiunecrescătoare;- s‐aexcitatgeneratorulsincron,apois‐aîncărcatdebitândpeunreostattrifazat;- cuunprogramspecialdestinat,s‐auachiziționatsemnalelefurnizatedetraductoareleTU1,TU2,TI1,TI2,TI3șiTI4,s‐auscalatcorespunzător,aufostafișateformeledeundășis‐aucalculatvalorileefectivealeacestora;

SISFREG

Mcc MS

RT

TR

AM

16

- succesiv,aufostvizualizatepeosciloscopdouăsautreimărimiobținute,într‐oprimăsecvențădelaieșiriletraductoarelorexistentepemodulul4(Fig.4.7),iarîntr‐oadouasecvențădirectdelaborneleA,B,Cpentrutensiunișidelabornelecelordouăampermetresuplimentare,pentrucurenți;

- compararea formelor de undă și a valorilor efectivemăsurate și calculate a validat conexiunea corectă atraductoarelorșivalorilecoeficiențilordetransferaiacestora.

B. VerificareaconexiuniitraductoarelorTU3,TU4,TI5șiTI6

Similarcazuluiprecedent,s‐auparcursurmătoarelesecvențe:- s‐aalimentatparteadecomandăaSISFREG;- transformatorulTRs‐aconectatlaborneleA1,B1prinintermediuladouăampermetre;- s‐aalimentatSISFREGpelaborneleA,BșiC(Fig.7.1)lasistemultrifazat380V;- s‐averificatșis‐arealizatsuccesiuneadirectăafazelorpânălaborneleinvertorului;- s‐acreatunc.a.conectândunreostattrifazatlaborneledec.a.aleinvertorului(modulul4,Fig.4.7);- cuunprogramspecialdestinat,s‐auachiziționatsemnalelefurnizatedetraductoareleTU3,TU4,TI5șiTI6,s‐auscalatcorespunzător,aufostafișateformeledeundășis‐aucalculatvalorileefectivealeacestora;

- succesiv,aufostvizualizatepeosciloscopdouăsautreimărimiobținute,într‐oprimăsecvențădelaieșiriletraductoarelorexistentepemodulul4(Fig.4.7),iarîntr‐oadouasecvențădirectdelaborneleA,B,Cpentrutensiunișidelabornelecelordouăampermetresuplimentare,pentrucurenți;


C. VerificareaconexiuniitraductoarelorTI7,TI8,TI9șiTU5

Verificarea s‐a făcutprin încărcarea liberăa condensatoruluidecompensareși apresupusparcurgereaurmătoarelorsecvențe:

- s‐aalimentatparteadecomandăaSISFREG;- transformatorulTRs‐aconectatlaborneleA1,B1prinintermediuladouăampermetre;- s‐aalimentatSISFREGpelaborneleA,BșiC(Fig.7.1)lasistemultrifazat380V;- s‐aîncărcatlibercondensatoruldecompensareprinapăsareabutonului“CONECTAREK1‐K2”(modulul4,Fig.4.7);

- cuunprogramspecialdestinat,s‐auachiziționatsemnalelefurnizatedetraductoareleTI7,TI8,TI9șiTU5,s‐auscalatcorespunzător,aufostafișateformeledeundășis‐aucalculatvalorileefectivealeacestora;

- succesiv,aufostvizualizatepeosciloscopdouăsautreimărimiobținute,într‐oprimăsecvențădelaieșiriletraductoarelor existentepemodulul4 (Fig. 4.7), iar într‐o adoua secvențădirectde labornele celordouăampermetresuplimentare;


D. VerificareaconexiuniitraductoruluiTI10

Înacestcaz,prinintermediulunuiampermetru,s‐aaplicattensiuneacontinuăde110Vlabornele+și–depeModulul5(Fig.4.8.).Apoi,aufostvizualizatepeosciloscopformeledeundăalecurentuluiobținutdelaieșireatraductorului de pe modulul 4 (Fig. 4.7) și direct de la bornele ampermetrului suplimentar. Acestea au fostcomparateîntreeleșicuformadeundăachiziționatăcuplacadSPACE.S‐auverificat,astfel,conexiuneacorectășivaloareacoeficienuluidetransferaferent.

3.9.2.VerificareacorespondențeiconexiunilorîntredrivereletranzistoarelorșiieșirilesistemuluidSPACE

Pentru realizareaacesteiverificări cualimentarenumaiparteadecomnadă, fărăa seaplica tensiune laborneleA,B,Cșis‐aprocedatînfelulurmător:

- s‐aaplicat,succesiv,semnaldecomandăpentrufiecaredincele6tranzistoare,utilizândsistemuldSPACEșiunprogramdedicat;

- s‐aoscilografiatsemnalullaintrareadriver‐uluifiecăruitranzistor;- existențasemnaluluiintrareadriver‐uluifiecăruitranzistorconfirmăcorectitudineaconexiunilor.

Pentruverificareaexistențeișivaloriitimpuluidegardălacomandatranzistoarelordepeaceiașifază,s‐aprocedatînfelulurmător:

- s‐aaplicat,succesiv,semnaldecomandăpentrufiecaredincele2tranzistoarealeuneifaze,utilizândsistemuldSPACEșiunprogramdedicat;

- s‐auoscilografiat,simultan,semnalelelaintrareaînetajulfinaldeamplificarealfiecăruitranzistor;- s‐acititîntârziereaîntrefronturilecrescător/descrescătoralesemnaluluidecomandăaferenttranzistoruluidepeparteaPși fronturiledescrescător/crescătoralesemnaluluidecomandăaferent tranzistoruluidepeparteaN.Întârziereamăsuratăestesimetricășiarevaloareadecca.5µs(Fig.9.3).

17

Fig.9.3.Timpuldegardăaplicatîntreîntresemnaleledecomandăatranzistoarelordepeaceiașifază

3.9.3. Verificarea funcţionării buclei de reglare a tensiunii pe condensatorul decompensare/regenerare

Funcţionareabucleidereglareatensiuniipecondensatoruldecompensare/regenerareestedeterminatădevalorileparametrilorregulatoruluiPI[49].Dacăseareînvederecontrolulindirectalcurentului([12],[32]‐[34], [38], [50]‐[53]), înexpresiileacestorparametri aparparametrii transformatoruluide regenerare.Pentrudeterminareaacestora,s‐auefectuatprobeledemersîngolșidescurtcircuit.

În continuare, acordând regulatorul de tensiune optim, prin criteriul modulului varianta Kesller, s‐auobținut valorile pentru constanta de proporționalitate (Kpu=6,43), respectiv pentru constanta de timp deintegrare(Ti=9,84x10‐4s).

Încărcareacondensatoruluidecompensarepresupuneparcurgereaurmătoarelorsecvențe:‐SeporneştecalculatorulşiseîncarcăutilitarulControldesk;‐Sedeschideproiectulataşatalgoritmuluideconducere,careareca efect afişarea interfeţei grafice; ‐Se încarcă algoritmul de conducere sub forma unui fişier cu extensia .sdf(system description file); regulatoarele sunt blocate (intrările şi ieşirile sunt ţinute în zero prin resetareaintegratoarelor);‐Seapasăbutonul“ConectareK1‐K2”depeparteafrontalăamodulului4alSISFREG;înacestfel,redresorulestealimentatiarcondensatoruldincircuitulintermediar(C3)seîncarcăprinrezistenţeledelimitarea curentului; apoi, dupăun timp stabilithardware, sedă comandăde închiderea contactoruluiK2şi apoi,dedeschidereacontactoruluiK1;înconsecință,condensatorulseîncărcăliberpânăaproapedevaloareadevârfatensiuniideliniedinsecundarultransformatoruluiderecuperare;‐Setrececheia“Start”depeparteafrontalăamodulului 4 al SISFREG, pe poziția „1” în acest fel, se validează comanda tranzistoarelor IGBT; ‐Se porneştealgoritmuldeconducere,prinapăsareabutonului„Pornit”depeinterfaţagrafică(sedeblocheazăregulatoarele);condensatoruldecompensareseîncarcălavaloareaprescrisă(220V);‐Sesalveazătensiuneapecondensator.

Evoluția tensiunii evidențiazăurmătoarele aspecte (Fig. 9.4): încărcarea are loc în trei etape (încărcareliberăprinrezistențelede limitareacurentului, încărcare liberăprinconectaredirectăși încărcareactivăprinprescriererampă);pulsațiiletensiuniisuntdecca.1%ceeaceconfirmăcorectitudineacalcululuideacordarearegulatoruluidetensiune.

a) b)

Fig.9.4.Evoluțiatensiuniipecondensatoruldecompensareîntimpulîncărcării–a);detaliu–b)

3.9.4. Verificarea funcţionării SISFREG în regim de filtrare activă, înregistrarea datelor șideterminareaperformanțelorenergetice

18

Pentruaceasta,seobțineregimuldetracțiune,seînregistreazămărimiledeinteresșiapoiseprelucrează[19],[20].Formeledeundăalemărimilorcaracteristicesuntredatesubtreiforme:prininterfațagrafică,pebazadatelorsalvatenumeric(Fig.9.8)șioscilografiate(Fig.9.9).

Formeledeundăevidențiazăurmătoareleaspecte:Curentul la rețeaestepractic sinusoidal;Curentul larețeaesteînfazăcutensiunea,ceeaceînseamnăcăseobțineunfactordeputereunitar;Curentulconținearmonicidatoratecomutațieiinvertorului(fsw≈7kHz).

PerformanțeleenergeticesubformănumericăsuntprezentateînTabelul9.4.

Tabelul9.4.Performanțeleenergeticealeprocesuluidefiltrare

HDI_R[%] HDI_L[%] Eff P_R [kW] P_L [kW] S_R [kVA] S_L [kVA] PF_R PF_L3,39 23,71 6,022 6,918 6,661 6,982 7,012 1 0,95

Se subliniază următoarele: 1. Factorul de distorsiuneparțial (HDI) calculat cu primele 51 armonici arevaloareade3,39%șiseîncadreazăînlimitărileprevăzutedenorme;2.Eficiențafiltrăriiestedepeste6;3.Factoruldeputerelarețeaesteunitar,întimpcelasarcinăestede0,95.

3.9.5. Verificarea funcţionării SISFREG în regim de regenerare, înregistrarea datelor șideterminareaperformanțelorenergetice

Regimulderegenerareseobțineașacums‐aspecificatîn§3.8.Seînregistreazămărimiledeinteresșiapoiseprelucrează.Formeledeundăalemărimilorcaracteristicesuntredatepebazadatelorsalvatenumeric(Fig.9.11)șioscilografiate(Fig.9.12).

Formeledeundăevidențiazăurmătoareleaspecte:1.Curentullarețeaestepracticsinusoidal;2.Curentullarețeaesteînopozițiedefazăcutensiunea,ceeaceînseamnăcăsedebiteazăputereactivăînrețea,iarfactoruldeputereesteunitar;3.Curentulconținearmonicidatoratecomutațieiinvertorului(fsw≈7kHz).

PerformanțeleenergeticesubformănumericăsuntprezentateînTabelul9.5.

Fig.9.8.Curențiișitensiunilelarețeaîntimpulfiltrării

Fig.9.9.Formeledeundăoscilografiate,întimpulfiltrării

Fig.9.11.Curenulșitensiuneapeofazăarețeleiîntimpulregenerării

Fig.9.12.Formeledeundăoscilografiate,întimpulregenerării

19

Tabelul9.5.Performanțeleenergeticealeprocesuluideregenerare

HDI_R[%] P_R[kW] P_c[kW] S_R[kVA] PF_R Rand_Rec4,48 4,993 6,322 5,02 0,9942 0,7898

Dinanalizavalorilordintabelul9.5sedesprindurmătoarele:1.Factoruldedistorsiuneparțialcalculatcuprimele51armoniciarevaloareade4,48%șise încadrează în limitărileprevăzutedenorme;2.Randamentulelectricalprocesuluideregenerareestedeaproape80%;3.Factoruldeputerelarețeaestepracticunitar.

3.9.6.Concluzii

1. S‐auefectuatdeterminăriexperimentalecomplexe,înurmacăroraaurezultatconcluziiimportanteșiutile,carevalideazăîntotalitatecorectitudineașicalitateacercetărilorefectuate.Astfel:‐deoarecetensiunealarețeauadisponibilăareungradsemnificativdedeformareșiasimetrie,pentrugenerareasemnalelor“șablon”necesare fazării curențilorprescriși, a fost folosităbuclaPLL fundamentată înaniianteriori; funcționareacorectăaeiestedecisivăpentruperformanțeleșistabilitateasistemului,iaracordareaeiafostoîncercaredepășităcusucces;‐deoarecetransformatorulderegenerareareotensiunedescurtcircuitmare(cca.13%),s‐adoveditexperimentalcăinductivitateadefiltraredinspreacestanumaiestenecesară,concluzieînacorddeplincucercetărileefectuate;‐s‐adoveditexperimentalcăvalorileparametrilorregulatoruluidetensiunecalculateînacordcufiltruldeinterfațășitransformatorulderegenerare,pebazarelațiilorobținuteanteriorprinacordareoptimală,determinăceamaibunăcomportareabucleidereglareatensiuniipecondensator,cuoscilațiialeacesteiasub1%;‐s‐adoveditexperimentalcăsistemultrecenaturaldinregimuldefiltrareînregimderegenerareși invers, în funcțiedeevoluțianivelului tensiuniidin liniade tracțiune înraportcuvaloareaprescrisăpecondensatoruldecompensare.

2. Prelucrarearezultatelorapermisdeterminareaperformanţelorsistemului,caresuntîndeplinacordcuceleobținute prin analiza pe modelul virtual, respectiv: ‐ se subliniază încadrarea factorului de distorsiunearmonicăacurentuluiînlimiteleimpuse,atâtînregimdefiltrare,câtșiînregimderegenerare;‐randamentulderegenerarearevaloareadecca.80%,înacordcuputerearegenerată(6,3kW);‐seapreciazăcă,laputeredeordinul2MW,randamentulvafidepeste90%,așacums‐aobținutpemodelulvirtual.3.10.Sintezarezultatelorobținute

RezultateleobţinuteînEtapa3suntsintetizateînTabelul10.1.

Tabelul10.1SintezarezultatelorobţinuteNr.Crt. Rezultatul Moduldediseminare1 Proiectulinvertorului Lucrări ştiinţifice

2Model experimental funcţional al sistemului de filtrare şi regenerarepentrustaţiiactivedetracţiuneînc.c.,cuputereade30kVA

Brevet;Lucrăriştiinţifice*

3Documentaţia de realizare fizică a sistemului de filtrare şi regenerarepentrustaţiiactivedetracţiuneînc.c.,cuputereade30kVA

Lucrăriştiinţifice*

4 Treiarticolelareviste/conferinţeindexateISI/BDI Reviste:3BDI;Conferințe:9(incursdeindexareISI)

5Pliantdeprezentareasistemuluimultifuncţionaldefiltrareşiregenerare

Distribuire;Afișarepepaginaweb(www.em.ucv.ro/sisfreg)

*)Diseminareasevarealizaînanul2017

BIBLIOGRAFIE[1] AbhijitD.,Pathak,MOSFET/IGBTDriversTheoryandApplication,IXYSCorporation,2001[2] AmerM.R.,MahgoubO.A.,ZaidS.A.,“Newhysteresiscontrolmethodforthreephaseshuntactivepowerfilter,”inProc.IMECS,vol.II,

HongKong,March2011.[3] Aredes,M.,LuisF.C.,AControlStrategyforShuntActiveFilter,10thInternationalConference:HarmonicsandQualityofPower,Vol.2,

2002,pp.472‐477.[4] AzevedoC.C.,RibeiroR.L.A., JacobinaC.B.,SousaR.M., “DC‐linkregulator for shuntpoweractive filterusing feed‐forwardcontrol

strategy,”inProc.PowerElectronicsConference,pp.877–883,Sept.2011.[5] BenslimaneT., AliouaneK, ChetateB., Implementation of aNewHysteresis Control Strategy forAutonomousParallel Active Filter,

InternationalJournalofEmergingElectricPowerSystems,Vol.4,2005.[6] BeresR.,WangX.,BlaabjergF.,LiserreC.M.,“Improvedpassive‐dampedLCLfiltertoenhancestabilityingrid‐connectedvoltage‐source

converters,”23rdInternationalConferenceonElectricityDistributionLyon,15‐18June2015.[7] Bitoleanu,M.Popescu,D.Marin,andM.Dobriceanu,“LCLinterfacefilterdesignforshuntactivepowerfilters,”AdvancesinElectrical

andComputerEngineering,vol.10,no.3,pp.55‐60,Aug.2010.[8] BitoleanuA,IvanovS.,PopescuM–Convertoarestatice,Ed.Infomed,Craiova,1997[9] BitoleanuA.andPopescuMihaela,HowcantheIRPp‐qtheorybeappliedforactivefilteringundernonsinusoidalvoltageoperation?,

PrzeglądElektrot.,vol.2011,no.1,pp.67‐71,2011.[10] BitoleanuA.,PopescuM.,ActivePowerFilters(inRomanian).UniversitariaCraiova,2010.[11] Bitoleanu A., PopescuM., DobriceanuM., "Possibilities of using the traction transformer in active DC traction substation,” Athens:

ATINER'SConferencePaperSeries,No:TRA2015‐1584,pp.1‐15,Sept.2015.[12] BitoleanuA.,PopescuM.,SuruV., “OptimalControllersDesign in IndirectCurrentControlSystemofActiveDC‐TractionSubstation,”

PEMC2016,Varna,Bulgaria,pp.904‐909.

20

[13] ChenC.S.,ChuangH.J.,andChenJ.‐L.,“Analysisofdynamicloadbehaviorforelectrifiedmassrapidtransitsystems,”inProc.IndustryApplicationsConf.,vol.2,pp.992‐998,Oct.1999.

[14] CalmelsA.,AdvancedIGBTDriverApplicationManual,Microsemi–PowerProductsGroups,July2006[15] ChaouiA.;GaubertJ.P,KrimF.;ChampenoisG.,PIControlledThree‐phaseShuntActivePowerFilterforPowerQualityImprovement,

ElectricPowerComponentsandSystems,Vol.35,Issue12,2007,pp.1331–1344.[16] ChoiW.H.,LamC.S.,WongM.C.,HanY.D.,“AnalysisofDC‐linkvoltagecontrolsinthree‐phasefour‐wirehybridactivepowerfilters,”IEEE

TransPowerElectron.,vol.28,no.5,pp.2180‐2191,2013.[17] CM300DY‐24A,MITSUBISHIIGBTMODULESdatasheet,MitsubishiElectric,Feb.2009[18] D.Cornic,“Efficientrecoveryofbrakingenergythroughareversibledcsubstation,”inProc.ElectricalSystemsforAircraft,Railwayand

ShipPropulsion(ESARS),pp.1‐9,Oct.2010.[19] FalvoM.C., SbordoneD., Fernández‐CardadorA., CucalaA.P., PecharrománR. R., López‐López A.J., “Energy savings inmetro‐transit

systems:AcomparisonbetweenoperationalItalianandSpanishlines,”inProc.InstitutionofMechanicalEngineers,PartF:JournalofRailandRapidTransit,vol.230,no.2,pp.345‐359,Feb.2016.

[20] FazelS.S.,FirouzianS.,ShandizB.K.,“Energy‐efficientemplacementofreversibleDCtractionpowersubstationsinurbanrailtransportthroughregenerativeenergyrecovery,”Internationaljournalofrailwayresearch,Jan.2016.

[21] FujiIGBTModulesApplicationManual,FujiElectricDeviceTechnologyCo.,Ltd.,2004.[22] http://www.alldatasheet.com/view.jsp?Searchword=Ixdp630pi%20datasheet[23] IngramD.M.E.,RoundS.D.,Anoveldigitalhysteresiscurrentcontrollerforanactivepowerfilter,ProceedingsofPowerElectronicsand

DriveSystemsInternationalConference,Vol.2,ISBN:0‐7803‐3773‐5,May1997,pp.744‐749.[24] LincăM,SuruV,‐ÎndrumardeproiectareConvertoarestatice2,Ed.Universitaria,Craiova,2014[25] LiuC.,DaiK.,DuanK.,KangY.,“ApplicationofaC‐typefilterbasedLCFLoutputfiltertoshuntactivepowerfilters,”JournalofPower

Electronics,vol.13,no.6,pp.1058‐1069,Nov.2013.[26] LiuQ.,PengL.,KangY.,TangS.,WuD.,QiY.,“AnoveldesignandoptimizationmethodofanLCLfilterforashuntactivepowerfilter,”

IEEETrans.Ind.Electron.,vol.61,no.8,pp.4000‐4010,Aug.2014.[27] PopescuM.,BitoleanuA.,andSuruV.,“ADSP‐basedimplementationofthep‐qtheoryinactivepowerfilteringundernonidealvoltage

conditions,”IEEETransaction.Ind.Informat.,vol.9,no.2,pp.880‐889,May2013.[28] PopescuM.,BitoleanuA.,SuruV.,andPredaA.,“Systemforconvertingthedctractionsubstationsintoactivesubstations,”inProc.ATEE

2015,May2015,inpp.632–637.[29] McArthurR.,MakingUseofGateChargeInformationinMOSFETandIGBTDataSheets,ApplicationNoteAPT0103AdvancedPower

Technology.[30] MishraM.K.,KarthikeyanK.,“Aninvestigationondesignandswitchingdynamicsofavoltagesourceinvertertocompensateunbalanced

andnonlinearloads,”IEEETrans.Ind.Electronics,vol.56,no.8,pp.2802‐2810,Aug.2009.[31] PopescuM.,BitoleanuA.,“SimulinkLibraryforReferenceCurrentGenerationinActiveDCTractionSubstations,”InternationalJournal

ofElectrical,Computer,Energetic,ElectronicandCommunicationEngineering,vol.9,no.8,pp.578–585,2015[32] Popescu M., Bitoleanu A., Suru V., “Indirect current control in active DC railway traction substations,” in Proc. ACEMP‐OPTIM‐

ELECTROMOTION2015JointConference,Turkey,pp.192‐197,Sept.2015.[33] PopescuM., Preda A., Suru V., “Synchronous reference framemethod applied in the indirect current control for activeDC traction

substation,”inAthens:ATINER'SConferencePaperSeries,No:TRA2015‐1552,pp.1‐14,June2015.[34] MahantyR.,“Indirectcurrentcontrolledshuntactivepowerfilterforpowerqualityimprovement,”ElectricalPowerandEnergySystems

Journal,no.62,pp.441‐449,2014.[35] RahmaniS.,HamadiA.,Al‐HaddadK.,andAlolahA.I.,“ADSP‐basedimplementationofaninstantaneouscurrentcontrolforathree‐phase

shunthybridpowerfilter,”MathematicsandComputersinSimulation,vol.91,pp.229–248,2013.[36] JangS.J.,ChoiC.Y.,BaeC.H.,SongS.H.,andWonC.Y.,"StudyofregenerationpowercontrolinverterforDCtractionwithactivepower

filterability,"inProc.IECON2005,pp.1272‐1277,Nov.2005.[37] SEMIKRONinnovation+service,SemikronInternational,Dr.FritzMartinGmbH&Co.KG:,2004.[38] SuruV., PopescuM.,Deaconu I., “Studyof indirect current controlmethods for urban traction active dc substations,”Annals of the

UniversityofCraiovaElectricalEngineeringseries,no.39,pp.157‐163,2015.[39] TumbelakaH.,BorleL.,NayarC.,LeeS.R.,“AGridCurrent‐controllingShuntActivePowerFilter,”The7thInternationalConferenceon

PowerElectronics,Daegu,Korea,October22‐26,2007,pp.956‐961.[40] YouX.,PivonkaP.,ValouchV., “Designandbuildofanactivepower filterbasedondigitalcontrol,”Acta technicaCSAV,Vol.46,No.

4,ISSN0001‐7043,2001,pp.399‐407.[41] ZhangB.,HuangA.Q.,ChenB.,“AnovelIGBTgatedrivertoeliminatethedead‐timeeffect,”IndustryApplicationsConference,Vol.2,2‐6

Oct.2005,pp.913–917.[42] ZhouD.,LiuZ.,KongP.,SunK.,HuangL.,KiyoakiS.,“AnimproveddrivingandprotectioncircuitforreverseblockingIGBT,”The35th

Powerelectronicsspecialistsconference,Aachen,ALLEMAGNE,2004,pp.118‐124.[43] PopescuM.,BitoleanuA.,SuruV.,“OnthedesignofLCLfilterwithpassivedampinginthree‐phaseshuntactivepowerfilters,”SPEEDAM

2016,Capri,Italy,22th‐24thJune,2016,pp.825‐830.[44] PopescuM.,BitoleanuA.,PredaA.,“DesignandperformancesoftheseparatingcircuitinregenerationandfilteringsystemforactiveDC‐

tractionsubstations,”SPEEDAM2016,Capri,Italy,22th‐24thJune,2016,pp.1178‐1183.[45] BitoleanuA.,PopescuM.,LincăM.,“LimitationsofLCLfilterforthree‐phaseshuntactivepowerfiltersinactivetractionsubstations,”

SPEEDAM2016,Capri,Italy,22th‐24thJune,2016,pp.671‐676.[46] PopescuM.,BitoleanuA.,PredaA.,“ANewDesignMethodofanLCLFilterinActiveDC‐TractionSubstations,”ThePowerElectronicsand

MotionControl(PEMC)2016,Varna,Bulgaria,Sept.25‐30,2016,pp.868‐873.[47] PopescuM.,BitoleanuA.,DeaconuI.,DobriceanuM.,“ImprovementofPowerQualityandEnergyEfficiencyinBucharestMetroTraction

Substations,”ThePowerElectronicsandMotionControl(PEMC)2016,Varna,Bulgaria,Sept.25‐30,2016,pp.898‐903.[48] SuruV.,PopescuM.,BitoleanuA.,“ControlalgorithmimplementationforafilteringandregenerationsystemusedinurbantractionDC

substations,”SPEEDAM2016,Capri,Italy,22th‐24thJune,2016,pp.651‐656.[49] Suru V., LincăM., Preda A., Subțirelu E., “Design and analysis of the compensating capacitor charging algorithm for active filtering

systems,”ThePowerElectronicsandMotionControl(PEMC)2016,Varna,Bulgaria,Sept.25‐30,2016,pp.881‐888.[50] PopescuM.,BitoleanuA.,andDobriceanuM.,“FBD‐basedcontrolinactiveDC‐tractionsubstations,”2016InternationalConferenceon

AppliedandTheoreticalElectricity(ICATE),Oct.06‐082016,Craiova,Romania.[51] BitoleanuA.,PopescuM.,“ActivefilteringandregenerationsystemdedicatedtoDCactivetractionsubstations,”ActaElectrotehnica,Ed.

Mediamira,Cluj‐Napoca,ISSN:2344‐5637,inpress.[52] SuruV.,PopescuM.,PredaA.,“UsingtheCPCtheoryforafilteringandenergyrecoverysystemusedinurbantractionDCsubstations,”

ActaElectrotehnica,Ed.Mediamira,Cluj‐Napoca,ISSN:2344‐5637,inpress.[53] Popescu M., Bitoleanu A., Dobriceanu M., “On the implementation of FBD‐theory concepts in the control of active DC‐traction

substations,”AnnalsoftheUniversityofCraiova,ElectricalEngineeringseries,2016,ISSN1842‐4805,inpress.

Raport ştiinţific şi tehnic în extenso - FIE-DEMII · 2 În Capitolul 7 s‐a realizat...

Documents

Transcript of Raport ştiinţific şi tehnic în extenso - FIE-DEMII · 2 În Capitolul 7 s‐a realizat...