Abstract

The object of the study is an autonomous source of sinusoidal voltage, which consists of a bridge frequency converter with PWM, equipped with an output LC filter and a single-phase nonlinear output transformer with an additional filter capacitor, which is connected to the output of the secondary winding. The factors hindering the technical implementation of the control of this object are analyzed. The nonlinearity of the transformer's magnetic system is approximated by a power series along with odd exponents. The substitution of variables made possible to develop a mathematical description of the circuit in the form of a nonlinear singularly perturbed system of differential equations. It is assumed that there is an attractive invariant surface, which makes it possible to reduce the order of the original system of equations. An analytical form of the equations of this surface in the form of a series in powers of a small parameter is obtained. A local region of state space is defined in which a nonlinearity can be transformed to a form that allows the fulfillment of the conditions of the Poincaré-Lyapunov theorem for a nonlinear system of differential equations. A system of lower-order differential equations is obtained that is equivalent in some region to the original nonlinear singularly perturbed system. The possibility of replacing a nonlinear system of a reduced order by its first approximation for the construction of a control law is substantiated. The control law is synthesized using the Lyapunov function method for the first-approximation system of equations. The control law is a linear combination of the variables of the reduced system of equations. The choice of the Lyapunov function in the form allowing to establish an unambiguous relationship between the coefficients of this function and the scale coefficients of the control law equation is proposed. Analytical expressions for calculating these scale factors are obtained. The results of digital simulation are presented. The simulation was performed taking into account the limitations inherent in the real object of power electronics and affecting the possibility of technical implementation of the obtained control law.Bibl.10, Fig.2

Highlights

  • Заступна схема системи за припущення ідеальності силових ключів ПЧ, яка складається з однофазного інвертора з ШІМ вихідної напруги, LC-фільтра, однофазного трансформатора з додатковою ємністю на виході та навантаження, представлена на рис

  • R1i1 − R2i2 −U2 −U1 + Lσ1v (i)Ub ; Таким чином, задача отримання прийнятної якості вихідної напруги Solid State Transformer (SST) зводиться до побу-дови контуру керування вихідною напругою U2 нелінійної системи диференціальними рівняннями (ДР) (5)

  • Показано можливість зниження впливу стрибків навантаження на форму вихідної напруги з урахуванням обмежень, характерних для реальних систем

Read more

Summary

Introduction

Отримано математичний опис цього джерела, як нелінійної сингулярно-збуреної системи диференціальних рівнянь, для якої проведено редукцію. Ключові слова — Solid State Transformer; перетворювач частоти; вихідний LC-фільтр; нелінійний однофазний трансформатор; сингулярно-збурена система; метод функцій Ляпунова. Прямий синтез регулятора вихідної напруги в таких випадках перетворюється на доволі нетипову задачу, тому що схема описується нелінійною системою рівнянь високого порядку.

Results
Conclusion
Full Text
Paper version not known

Talk to us

Join us for a 30 min session where you can share your feedback and ask us any queries you have

Schedule a call

Disclaimer: All third-party content on this website/platform is and will remain the property of their respective owners and is provided on "as is" basis without any warranties, express or implied. Use of third-party content does not indicate any affiliation, sponsorship with or endorsement by them. Any references to third-party content is to identify the corresponding services and shall be considered fair use under The CopyrightLaw.