haku: @keyword suodatus / yhteensä: 25
viite: 2 / 25
| Tekijä: | Rantalainen, Sonja |
| Työn nimi: | Ero- ja yhteismuotoisen jännitesärön suodattaminen verkkovaihtosuuntaajassa |
| Filtering of common-mode and differential-mode voltages in active front-end converter | |
| Julkaisutyyppi: | Diplomityö |
| Julkaisuvuosi: | 2016 |
| Sivut: | (9) + 99 Kieli: fin |
| Koulu/Laitos/Osasto: | Sähkötekniikan korkeakoulu |
| Oppiaine: | Sähkökäytöt (S3016) |
| Valvoja: | Kyyrä, Jorma |
| Ohjaaja: | Viitanen, Tero |
| Elektroninen julkaisu: | http://urn.fi/URN:NBN:fi:aalto-201605122006 |
| Sijainti: | P1 Ark Aalto 3897 | Arkisto |
| Avainsanat: | common-mode voltage pulse width modulation filtering active front-end converter yhteismuotoinen jännite pulssinleveysmodulointi suodatus verkkovaihtosuuntaaja |
| Tiivistelmä (fin): | Tässä diplomityössä tutkittiin kolmivaiheista verkkovaihtosuuntaajaa, jossa vaihtojännite muodostetaan katkomalla tasajännitettä puolijohdekytkinten avulla pulssinleveysmodulointia käyttäen. Eromuotoisen jännitteen suodattaminen on välttämätöntä lähtöjännitteen hyödyntämisen kannalta. Sen sijaan yhteismuotoista jännitettä ei tavallisesti suodateta, koska kolmijohdinjärjestelmässä yhteismuotoiselle virralle ei ole suoraa kulkutietä. Yhteismuotoinen jännite pääsee kuitenkin kapasitiivisten kytkentöjen kautta aiheuttamaan häiriöitä. Työssä selvitetään, millaisia vaikutuksia yhteismuotoisen jännitteen suodatuksen lisäämisellä on vaihtosuuntaajan komponentteihin ja lähtöjännitteeseen. Työssä tarkastellaan kaksi- ja kolmitasoista pääpiiritopologiaa. Aluksi tutkitaan eri pulssinleveysmodulointimenetelmiä ja niiden vaikutuksia yhteismuotoisen jännitteen aika- ja taajuustason käyttäytymiseen, minkä perusteella valitaan työssä käytettävät modulointimenetelmät. Tämän jälkeen tarkastellaan kuinka ero- ja yhteismuotoista häiriötä voidaan passiivikomponenteilla suodattaa. Työssä valitaan käytettäväksi suodatinrakenne, jossa yhteismuotoisen jännitteen suodatuksen lisäys eromuotoiseen suodattimeen toteutetaan virtuaalimaakytkennällä. Vaihtosuuntaajan toimintaa simuloidaan muutamissa eri toimintapisteissä. Tulosten perusteella yhteismuotoisen jännitteen suodatusta ei resonanssi-ilmiön takia voida lisätä vaihtosuuntaajaan, jossa käytetään epäjatkuvaa modulointitapaa. Jatkuvalla modulointitavalla resonanssitaajuinen värähtely on hallittavissa ja pieni amplitudiltaan, mutta virtuaalimaakytkennän lisääminen kasvattaa passiivikomponenttien virtarasitusta. Yhteismuotoisen jännitteen suodattaminen ei juurikaan vaikuta kytkinkomponenttien häviötehoon, mutta sen sijaan modulointitavan vaihto jatkuvasta epäjatkuvaan kasvattaa häviötehoa merkittävästi. Kolmitasoisella vaihtosuuntaajalla virtuaalimaakytkennän aiheuttamat lisärasitukset ovat keskimäärin pienemmät kuin kaksitasoisella pääpiiritopologialla. |
| Tiivistelmä (eng): | The purpose of this thesis was to examine the three-phase active front-end converter, where the alternating voltage was generated from direct voltage using pulse width modulation. The filtering of dfferential-mode voltage is essential with a view to exploiting the output voltage. However, the filtering of common-mode voltage is often neglected because in the three-wire system there is no direct path for the common-mode current. Nevertheless, the common-mode voltage causes malfunctions through capacitive couplings. The aim of this thesis is to determine how adding the filtering of common-mode voltageeffects the converter components and output voltage. Two-level and three-level main circuit topologies are considered. First, different pulse width modulation methods and ther effects on common-mode voltage are studied in both time and frequency domains. Modulation methods used in this thesis are selected on the basis of this analysis. Next, passive filtering o differential-mode and common-mode disturbances is examined. A filter structure is selected where the common-mode voltage is suppressed by adding a virtual-ground connection to the differential-mode filter. Performance of the converter is simulated in a couple of operating points. The results show that common-mode voltage cannot be filtered if discontinuous modulation method is used, owing to the resonance phenomenon. With continuous modulation, the oscillation at the resonant frequency is controllable and small in amplitude. However, adding the virtual ground connection increases the current stress on passive components. Adding the filtering of common-mode voltage hardly influences the dissipation power of the semiconductor components but, on the other hand, changing the modulation method from discontinuous to continuous increases the dissipation power significantly. In the case of a three-level converter, additional stresses caused by the virtual ground connection are smaller on average than in the two-level main circuit topology. |
| ED: | 2016-05-22 |
INSSI tietueen numero: 53560
+ lisää koriin
INSSI