A three-phase AC/AC matrix converter system
Date
2004-12
Authors
Gebrehiwet Gebregergis, Abraham
Journal Title
Journal ISSN
Volume Title
Publisher
Stellenbosch : University of Stellenbosch
Abstract
ENGLISH ABSTRACT: The thesis discusses the analysis and design of a three-phase-to-three-phase direct
AC-AC matrix converter. A background study of the various matrix converter topologies
and their modulation strategies are presented. The associated PWM strategy of each
matrix converter topology is investigated. In addition, a detailed explanation of the three
safe commutation strategies is presented.
The research focuses on the design and analysis of the direct AC-AC matrix converter
topology. That includes the design of the main bi-directional power converter circuit,
gate drive circuit, current direction detection circuit, voltage measurement circuit and
protection circuitry. Moreover, it covers the development of the direct control algorithm
based on the four-step safe current commutation- and the two-step voltage
commutation strategy. A “PEC33” controller board is used to implement the developed
control algorithm. Furthermore, simulation results of the direct and the indirect matrix
converter topologies are presented.
The results obtained from the experimental test performed on the direct AC-AC matrix
converter topology are also presented. The conclusion drawn is discussed at the final
stage of the report.
AFRIKAANSE OPSOMMING: Hierdie tesis bevat die analise en ontwerp van ‘n drie-fase na drie-fase direkte WS-WS matriksomsetter. ‘n Agtergrondstudie van verskeie ander matriksomsetter topologieë word aangebied. Die ge-assosieerde PWM beheerstrategie van elke matriksomsetter topologie is ondersoek. Hierby word ‘n gedetaileerde verduideliking van drie veilige kommutasie strategieë ingesluit. Die navorsing fokus op die ontwerp en analise van die direkte WS-WS matriksomsetter topologie. Dit sluit die volgende in: die ontwerp van die hoof bi-direksionele drywingsomsetterbaan; die hek aandryfbaan; die stroomrigting deteksiebaan; die spanningsmeetbaan en die beveiliging stroombane. Dit dek ook die ontwikkeling van die direkte beheeralgoritme wat gebasseer is op die vier-stap veilige stroomkommutasie- en die twee-stap spanningskommutasie strategie. ‘n “PEC33” beheerkaart is gebruik om hierdie beheeralgoritme te implementer. Simulasie resultate van beide die direkte sowel as die indirekte matriksomsetter topologieë word ingesluit. Die eksperimentele resultate wat met die direkte WS-WS matriksomsetter topologie verkry is word aangebied en bespreek. Die gevolgtrekking word in die finale afdeling van die verslag bespreek.
AFRIKAANSE OPSOMMING: Hierdie tesis bevat die analise en ontwerp van ‘n drie-fase na drie-fase direkte WS-WS matriksomsetter. ‘n Agtergrondstudie van verskeie ander matriksomsetter topologieë word aangebied. Die ge-assosieerde PWM beheerstrategie van elke matriksomsetter topologie is ondersoek. Hierby word ‘n gedetaileerde verduideliking van drie veilige kommutasie strategieë ingesluit. Die navorsing fokus op die ontwerp en analise van die direkte WS-WS matriksomsetter topologie. Dit sluit die volgende in: die ontwerp van die hoof bi-direksionele drywingsomsetterbaan; die hek aandryfbaan; die stroomrigting deteksiebaan; die spanningsmeetbaan en die beveiliging stroombane. Dit dek ook die ontwikkeling van die direkte beheeralgoritme wat gebasseer is op die vier-stap veilige stroomkommutasie- en die twee-stap spanningskommutasie strategie. ‘n “PEC33” beheerkaart is gebruik om hierdie beheeralgoritme te implementer. Simulasie resultate van beide die direkte sowel as die indirekte matriksomsetter topologieë word ingesluit. Die eksperimentele resultate wat met die direkte WS-WS matriksomsetter topologie verkry is word aangebied en bespreek. Die gevolgtrekking word in die finale afdeling van die verslag bespreek.
Description
Thesis (MScIng)--University of Stellenbosch, 2004.
Keywords
Electric current converters, Theses -- Electrical engineering, Dissertations -- Electrical engineering