Abstract
This paper presents a battery supplying a bidirectional Z-Source Inverter (ZSI) feeding a three phase induction motor. The indirect field-oriented control (IFOC) method is used to control the induction motor speed during motoring and regenerative braking operations. The IFOC is implemented based on PWM voltage modulation with voltage decoupling compensation. A dual loop controller is designed, based on a small signal model, to control the bidirectional ZSI capacitor voltage using the bode diagram. In addition, this paper presents the gird interface mode with its control to charge or discharge the battery from the grid. MATLAB simulation results verified the validity of the proposed control strategies during motoring, regenerative braking and grid interface operations. Experimental setup of the bidirectional ZSI is under progress
چکیده
این مقاله یک منبع تغذیه باتری را ارائه می‌کند که یک اینورتر منبع Z ی دوسویه (ZSI) را که تغذیه‌کننده موتور القایی سه فاز است، برق‌رسانی می‌نماید. روش کنترل میدان جهت‌دار غیرمستقیم (IFOC) برای کنترل سرعت موتور القایی در عملکرد موتوری و ترمز دینامیکی استفاده شده است. IFOC بر اساس روش مدولاسیون ولتاژ PWM با جبران سازی دکوپله ولتاژ پیاده‌سازی شده است. یک کنترل‌کننده دو حلقه‌ای نیز بر اساس مدل سیگنال کوچک مدل‌سازی و طراحی شده است، که هدف از آن کنترل ولتاژ خازن ZSI ی دوسویه با استفاده از دیاگرام بود است. علاوه بر این، این مقاله مود اتصال شبکه را با سیستم کنترلی آن به‌منظور شارژ و یا دشارژ باتری از شبکه ارائه می‌کند. نتایج شبیه‌سازی MATLAB تأییدکننده صحت استراتژی‌های کنترلی پیشنهادی در شرایط موتوری، ترمز دینامیکی و اتصال به شبکه است. نمونه آزمایشگاهی ZSI ی دوسویه نیز در حال ساخت است.
1-مقدمه
با افزایش قیمت نفت و گرم شدن زمین، سازنده‌های اتومبیل خودروهای برقی هیبریدی (HEV) و خودروهای برقی (EV) را به تولید انبوه رساندند. تحقیقات متعددی روی افزایش بازدهی، قابلیت اطمینان و روش‌های تبدیل توان کم‌هزینه در خودروهای برقی نسل جدید در آینده متمرکز شده‌اند. خودروهای برقی هیبریدی از یک منبع انرژی الکتریکی (باتری و یا ابر خازن) به‌منظور تخصیص نیروی پیشرانه و نیز به‌عنوان منبع انرژی اولیه (موتور احتراقی داخلی (ICE) و یا پیل سوختی (FC) و برای جذب انرژی جنبشی در شرایط ترمزی استفاده می‌کنند. دو ساختار اصلی برای مبدل‌های قدرت مورد استفاده در HEV ها وجود دارد: یکی از آن‌ها اینورترهای PWM ی سنتی است که توسط یک باتری همان‌طور که در شکل 1 نشان داده شده است، تغذیه می‌شود و نوع دوم، یک اینورتر بعلاوه یک مبدل dc/dc ی دوسویه است که در شکل 2 نشان داده شده است. معمولاً یک مبدل dc/dc ی دوسویه به‌گونه‌ای استفاده می‌شود که به‌عنوان یک مبدل بوست در شرایط کار موتوری برای درایو کردن موتور کششی در سرعت‌های بالا و گشتاورهای بالا عمل کرده و به‌عنوان یک مبدل باک برای جذب انرژی ترمز دینامیکی عمل می‌کند...