制御回路

Single-Phase, Grid-Connected PV Inverter with Partial Shading (Equation-Based PV Cell, P&O and dP/dV MPPT)

This PLECS demo model illustrates a grid-connected solar panel system with a boosted front end and a single-phase inverter back end. The boost converter is designed to operate the panel at its maximum power point (MPP). A maximum power point tracking (MPPT) algorithm is implemented to improve the performance of the solar panel under partial shading conditions. Further, the inverter is operated with an outer voltage loop to control the DC-link voltage and a synchronous regulator to maintain unity power factor.

HVDC Transmission System with MMCs

This PLECS demo model shows a 320 kV, 200 MW high-voltage direct current (HVDC) transmission system with two modular multi-level converters (MMC) interconnecting two 110 kV high-voltage AC grids. MMCs are the prevalent type of voltage-source converter topology for HVDC applications. At high voltages the transmission of direct current can be more efficient than alternating current. The MMC is a bi-directional voltage source converter that interfaces high-voltage AC and DC power systems. It comprises a positive and negative arm for each of the three phases. Each arm further contains a set of switching submodules connected in series, the number of which can be chosen in this model to achieve the desired harmonic performance.

単相電池充電システム

PLECSのデモモデルに含まれている、この事例では、カスケード接続したAC/DC、DC/DCコンバータを含む系統連携電池充電システムをモデリングしています。AC/DCコンバータはデジタルPI制御器によって、DCバス電圧を300Vに制御し、力率補正(PFC)を実行します。DC/DCコンバータの定格電力は1.4kWで、最大120VDCを出力するように設計されています。

STATCOM Cascaded H-Bridge Converter

This PLECS demo model shows a medium-voltage static synchronous compensator (STATCOM) system. Converters with cascaded connections are common in high-power applications such as medium-voltage drives, high-voltage direct current (HVDC) and flexible alternating current transmission systems (FACTS). These types of converters have the advantages of low switching losses and high redundancy, but require sophisticated control, e.g., cell-capacitor voltage balancing. The STATCOM’s purpose is to compensate for the reactive power required by various loads on a power system.

LLC可変周波数共振コンバータ

PLECSのデモモデルに含まれている、この事例では、周波数制御で動作する絶縁型DC/DC共振コンバータをモデリングしています。コンバータの出力電圧はパワー半導体のスイッチング周波数を変更することによって制御しています。ゼロ電圧スイッチング(ZVS)が、スイッチング損失を低減するために適用され、速い帯域におけるスイッチング周波数コンバータ動作を可能にします。

中性点クランプ(NPC)インバータ

PLECSのデモモデルに含まれている、この事例では、中性点クランプ(NPC)3レベル電圧形インバータ(VSI)をモデリングしています。中性点クランプ(NPC)トポロジーは、従来の2レベルVSIと比べて高調波を低減するため大電力用途に適用される場合が多いです。また、この例題に実装されている制御ロジックは、パワー半導体スイッチの損失を最小限に抑えます。このモデルでは、動的に変化する直流電源を変換し、「50Hz、130V(実効値)」の電力系統へ電力を供給します。

効率的なマイクロコントローラ・ペリフェラル・モデリング

近年のパワーエレクトロニクス・システムを制御するためには、マイクロ・コントローラ(マイコン)は、必要不可欠な存在です。通常、システムレベルのシミュレーションでは、効率化のため、ペリフェラル・モジュールは簡略化されます。この例題では、効率的な精密ペリフェラル・モジュールのモデリング方法、および、PLECSに精密モデルを適用してパワエレシステムをシミュレートすることの利点を解説します。

アクティブ・ダンピング・アルゴリズムを用いた電動車両

PLECSのデモモデルに含まれている、この事例では、測定誤差と共振状態(力学的)が、電気自動車(EV)システムの性能に及ぼす影響を確認します。システムに発生する問題を低減する制御解決策を実行して、この対策が実施される前後の、システム全体の性能を比較します。

最適化ブレーキを実装したサーボドライブ

PLECSのデモモデルに含まれている、この事例では、PLECSの制御・電気・機械ドメインの各ブロックを組み合わせ、サーボドライブに適用します。サーボドライブシステムには、ボールねじ装置と連結したサーボモータを駆動する、ベクトル(FOC)制御インバータが実装されています。歯車の出力は、位置制御製造装置(例:フライス盤)を操作するレールシャフトに接続されています。確実な位置制御を実現するため、最適化速度制限アルゴリズム(Optimal Speed Limit algorithm)が実装されています。

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