Fast and Distortion-Free Short-Circuit Detection and Protection Scheme with Fault Ride-Through Capability Applied to Four-Leg VSI

Autores
Oggier, Germán Elías; Oggier, Germán Elías; Botterón, Fernando; Llomplat, Marcelo; García, Guillermo Osvaldo
Año de publicación
2023
Idioma
inglés
Tipo de recurso
artículo
Estado
versión publicada
Descripción
The three-phase four-leg (3P4L) voltage source inverter (VSI) with LC output filter is a suitable transformerless topology to feed non-linear and unbalanced loads in four-wire applications. Both symmetrical and asymmetrical short circuits can occur on the load side. Moreover, due to the lowthermal inertia of semiconductors, fast short-circuit protections are necessary to avoid damage by overheating. This paper proposes a fast method to detect and protect a two-level 3P4LVSI, identifying the faulted phases and switching the control to a distortion-free current mode. In contrast, the healthy phases are not affected and maintain a regular operation using voltage modecontrol. The proposal is based on the instantaneous trajectory of the output voltage vector in the 3D αβ0 reference frame, which is faster than detection methods based on the RMS phase voltageand/or inductor current variation. The proposal is validated through simulation and experimental results using a 1.2 kVA 3P4L-VSI prototype under different short-circuit scenarios.
Fil: Oggier, Germán Elías. Universidad Nacional de Río Cuarto. Facultad de Ciencias Exactas Fisicoquímicas y Naturales. Instituto de Investigaciones en Tecnologías Energéticas y Materiales Avanzados. - Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Centro Científico Tecnológico Conicet - Córdoba. Instituto de Investigaciones en Tecnologías Energéticas y Materiales Avanzados; Argentina
Fil: Oggier, Germán Elías. Universidad Nacional de Río Cuarto. Facultad de Ciencias Exactas Fisicoquímicas y Naturales. Instituto de Investigaciones en Tecnologías Energéticas y Materiales Avanzados. - Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Centro Científico Tecnológico Conicet - Córdoba. Instituto de Investigaciones en Tecnologías Energéticas y Materiales Avanzados; Argentina
Fil: Botterón, Fernando. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Centro Científico Tecnológico Conicet - Nordeste. Instituto de Materiales de Misiones. Universidad Nacional de Misiones. Facultad de Ciencias Exactas, Químicas y Naturales. Instituto de Materiales de Misiones; Argentina
Fil: Llomplat, Marcelo. Universidad Nacional de Río Cuarto. Facultad de Ciencias Exactas Fisicoquímicas y Naturales. Instituto de Investigaciones en Tecnologías Energéticas y Materiales Avanzados. - Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Centro Científico Tecnológico Conicet - Córdoba. Instituto de Investigaciones en Tecnologías Energéticas y Materiales Avanzados; Argentina
Fil: García, Guillermo Osvaldo. Universidad Nacional de Río Cuarto. Facultad de Ciencias Exactas Fisicoquímicas y Naturales. Instituto de Investigaciones en Tecnologías Energéticas y Materiales Avanzados. - Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Centro Científico Tecnológico Conicet - Córdoba. Instituto de Investigaciones en Tecnologías Energéticas y Materiales Avanzados; Argentina
Materia
DIGITAL CONTROL
THREE-PHASE DC-AC INVERTERS
CURRENT LIMITING
FAULT CURRENTS
FAULT RIDE THROUGH
Nivel de accesibilidad
acceso abierto
Condiciones de uso
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Repositorio
CONICET Digital (CONICET)
Institución
Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas
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Fil: Oggier, Germán Elías. Universidad Nacional de Río Cuarto. Facultad de Ciencias Exactas Fisicoquímicas y Naturales. Instituto de Investigaciones en Tecnologías Energéticas y Materiales Avanzados. - Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Centro Científico Tecnológico Conicet - Córdoba. Instituto de Investigaciones en Tecnologías Energéticas y Materiales Avanzados; Argentina
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