Indonesi an  Journa l  of El ect ri cal  Engineer ing  an d  Comp ut er  Scie nce   Vo l.   9 , No .   2 ,  Febr ua ry   201 8 ,  pp.  347 ~ 350   IS S N:  25 02 - 4752 , DO I: 10 .11 591/ ijeecs . v9.i 2 . pp 347 - 350           347       Journ al h om e page :  http: // ia es core.c om/j ourn als/i ndex. ph p/ij eecs   High Fr equenc y Transfo rm er  fo r Sh ip Electric al Pow er System       An u   Pri ya  K.   R . 1 ,  T .  S as il at ha 2   1   Resea r ch  Scho l ar,   D epa rtment   o f  Elec tr ical Engi nee ring   ( E EE M) ,   AM ET Unive rs ity ,   Chennai   2   Dea n ,   Dep art m ent   of   E le c tri c al  Engi ne eri ng   ( EEEM),  AM ET Unive rsit y ,   Chenn a i       Art ic le  In f o     ABSTR A CT   Art ic le  history:   Re cei ved   Oct   15 , 201 7   Re vised  Dec   2 0 , 2 01 7   Accepte d  Ja n   11 , 2 01 8       The   s y st em  rep rese nte d  dur ing  t his  pape r  uses  3  m at rix  conve r te r s  and  a  high   fre quency   elec tr ic a l  device   to  a tt ai n   isolation  a nd  volt ag e  tr an sform at ion   from   primary   to   sec ondar y   aspe ct .   Two  m at rix  conve rt ers  m anuf ac tur e  high   fre quency   volta ge  a cro ss   a  tr an sform er,   with  o pen  all  ove r  pri m ar y .   a  3rd   m at rix  devi c e  co nver ts  the   high  f req uency   cut   vol ta ge  to  l ine   fr eq uency .   The  non - ide a li t ie s  l i ke  outf low  indu ct an ce  of  th e  elec tr ic a l  d evi c e  have   a  b ig   impact   on  the   d evi c e  per form an ce .   Thi s  p ape r   studie s  the  impa c t   of  outfl ow   induc t anc e  on  t he  reg ul at ion  o f  the   output   v olt ag e  of  the   d evi c e.   Th e   sim ula ti on  stud y  has  be en  c arr i e d  out  in   SIM ULINK   and  al so  th e  resul ts  are  pre sente d .   Ke yw or d s :   Transf or m er   Vo lt age   AC to  A C   Power El ect ronic Tec hnolog y   Ma trix D e vice   Copyright   ©   201 8   Instit ut e  o f Ad vanc ed   Engi n ee r ing  and  S cienc e .    Al l   rights re serv ed .   Corres pond in g  Aut h or :   Anu   Pr iy a  K.   R . ,   R esearch  Sc hola r,   Dep a rtm ent o f  Elec tric al  Engineeri ng   ( E EEM ),     AMET  Un i versi ty ,    Chen nai .       1.   INTROD U CTION   Fast  dev el op i ng  powe r  el ect r on ic   te ch nolo gy   has  broug ht  the  idea  of   al l  el ect rical   sh ip  cl os e  to  the  bounda ry  of  r eal it y  [1 ] .  Tra ns f or m er  is  c r it ic al   to  supp l y  com plete ly   diff e re nt  volt a ge  le vels  in   di ff e ren t   hundre ds .   H oweve r,   gift  tra ns f or m ers  occ up y  a n  ov e rsiz ed  s pace.  s o  a s  to  scal e  bac k  siz e,  high  frequ e ncy   trans form ers  are  nee de d  [ 2]  to  deal  with   this  dr a w bac k,   a  high  f re qu e ncy  po wer  el ect ro nic  to po l og y   victim iz ation   m at rix  co nv e rt ers  has  been  pl ann e d  [ 3].  T hough,  DC  bus  ba sed  m os tl y  syst e m s  sq ua re  m e asur e  advocate d  in  current  pr oposa ls,  howev e r  since  m os t  hu ndre ds   square   m easur e  AC,   3 - phase  AC  to  AC  conve rsion  is  ano t her  [ 4].  T her e fore   t he  to po l og y  plan ne d  us es  a   3 - ph a se  AC  t o  AC  conve rsion.  Le akage   inducta nce   is  on e   am on g  the   vital   fact or s   t hat  af fec t  t he  perform ance  of  the   dev ic e   pl ann e d  [ 5].  T hi s  pa pe r  stud ie s  inti m a t el y  the  con seq uen ce s  of   discharge  in du ct a nc e  of   the  trans form er  on   the  dev ic e  pe rfo r m ance   plan ned  an d  fi ref ly   al gorith m   us e d  to  ge nerat e  the  powe r  [ 6 ] .  T he  m ajo r   aspects  stu die d  s qu a re  m eas ur e  t he   m od ific at ion   in  out pu t  vo lt a ge  of   t he  co nverter   with  c ha ng e   f reque nc y  and   disc harge  in duct ance   in  this   m et ho d  us e d  t o m arine ap plic at ion   [ 7 ] . T he  s tud y i s  distrib ut ed  in  SI M ULINK.       Table  1.   A nti - Cl ockwise Vec tors   MC1   MC1  M C2   MC3   Ou tp u t   ab c   Bca   Ab c   Ab c+b ca   Bca   Ab c   Ab c   Bca+ab c   Ab c   Bca   Cab   Cab +ab c   Bca   Ab c   Cab   Ab c+cab   Ab c   Bca   Bca   Bca+cab   Bca   Ab c   Bca   Cab +b ac       Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
                          IS S N :   2502 - 4752   Ind on esi a n  J  E le c Eng &  Co m p  Sci,   Vol .  9 ,  No.  2 ,  Fe br uary   201 8   :   34 7 –   3 5 0   348       Figure   1. Ma trix  C onver te r Dr iven Hig h Fre quency  Tra ns f or m er           Figure  2. Vect or s   A ppli ed  to  Transf or m er           Figure  3. O utput  Vect or  f ro m   A nticl ockwise  Rotat ing Vect or s   Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
Ind on esi a n  J  E le c Eng &  Co m p  Sci     IS S N:  25 02 - 4752       High Fre quenc y Transf or me r  for  Sh i p  Ele ct r ic al Po we r  S ys te m  ( An u  Priy a K . R. )   349     2.   EFFE CT OF   LE AKAGE   A  high  f re qu e ncy  switc hed  vo lt age   seem s  acro s s  the  t ransform er.  Sim ul at ion   resu lt s  of  the  vo la tg e   acro s s  pri m ary   and   seco ndary   coil  of   t he  el ect rical   dev ic e.  Since  the  3  m a trix  co nverter s  area  unit   switc hed   at   the  sam e  tim e,  a  hi gh  f reque nc y  switc he d  c urre nt  fl ow s   th r ough  the   el ect r ic al   dev ic e  pr i m ary  and  seco nd a ry.  this  flo wing  thr ough  the  se c onda ry  of   t he   el ect rical   dev ic e .  A  se ns i bl e  transfor m er  con ta ins  a  de finite   discha rg e  i nduc ta nce  [ 5].  Th eref or e ,  the  c urre nt  can no t  m od i ficat ion   in  a  flash  within  the  el ect rical   dev ic e .   The  discha r ge  inducta nce  wit hin   t he  tra nsfo rm ers  create s  a   com m utati on   delay   within   the  pr im ary  asp ect   to  seco nd a ry  aspe ct   vo lt age   tra nsfer  (F i g ure   4) .   At  hi gh  f requ ency,  the   el ect rical   de vice  dis charge  im ped a nce  is   pro portion al   to   f( ll kpr  +   n2ll ksc ),   w her e   f   is  fr e qu e ncy  of  e xcita ti on ,   ll kpr ,  ll ks c  a re    un i t  pr im ary  disc harge  and   sec onda ry   discha rg e  i nductances  se ve r al ly   and   n  is  that  the  pr im a ry  to  seco ndar y   turn s  m agn i tud e   relat ion .  T he  input  volt age  to  the  tran sf orm er  m ay  be  a  sq .  wav e  within  the  switc h  i nter val   [ 8 ] .  T he re  is  a  finite   com m uta ti on   am ou nt,  th rou ghout  that  the  di recti on   of  current  c hang es  from   po sit ive  (so li d)  to  ne ga ti ve   (dotte d)  as  s ho wn  in  Fig ure   4.  D uri ng  the   co m m utati on   interval,   entire   in put  volt age   dro ps  acr os s  t he  le a kage   [ 9 ] .  T he  dif fe ren ce   in  t he  l oad  cu rr e nt  a nd  seco ndary  le akag e  c urre nt   flows  to   the   cl a m p  ci rcu it ,  th us   pro du ci ng po w er lo s s   [ 10 ] - [ 12 ].           Figure  4. Tra nsfom er w it h  L e akag e  In du ct a nc e           Figure  5.  O utput V oltage       Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
                          IS S N :   2502 - 4752   Ind on esi a n  J  E le c Eng &  Co m p  Sci,   Vol .  9 ,  No.  2 ,  Fe br uary   201 8   :   34 7 –   3 5 0   350       Figure  6. Dec r ease i n  O utput  Vo lt age   with   I ncr ease   in  Fr e quency       3.   CONCL US I O N   The  to polo gy  is  be nef ic ia l  for  facil it y  trans m issi on   an d  d i stribu ti on  el ect rical   dev ic e.  T he  scal e  of  thetrans f or m er   is  red uce d,   th ereb y,  the  pri c e  is  add it ion al ly   red uce d.   I t' s  determ ined  t hat  the  discha r ge  of   el ect rical   dev i ce  play s  a  bigr ole  withi n  the   ou t pu t  volt age   regulat io n  a nd  ov e rall   pote ncy  oft he  syst e m .  The   ou t pu t  volt age   dro ps   with  in crease  in  disc hargein duc ta nc e  or  sh i ft  fr e quency.   The ref or e ,  it ' s  fascinati ng t o  Desig n  a   Ele ct rical  D e vice  With Mi nim u m   Discha rg e  In duct ance       REFERE NCE S     [1]   Khersons ky   N .   H .   T .   E .   Y. ,   “ Pow er  El e ct roni cs  and  Future  Mari ne  El e ct r ic a l  S y s te m s ,”   Elec tri cal  Engi ne ering ,   p p .   5 ,  2006 .   [2]   Mohapa tra   K .   K .   and   N .   Mohan ,   “ Matri x  conve rte r  fed   open - ended  power  el ec tron ic   tra nsform er  for  power  sy ste m   appl i ca t ion ,”   i n  Powe r  and  Ene rgy  Soci e ty   Gene ral  Me et ing - Con ve rs ion  and  Deli ve ry  of  E le c trical  Ene rgy  in  th e   21 st   Cen tury ,   pp.   1 - 6 ,  2008.     [3]   Mohapa t ra  K .   K .   and   N .   Mohan ,   “ Open - end  winding  induc t ion   m otor  drive n  with  indi re ct   m at rix  conv erter  f or  comm on - m ode  e li m ina ti on ,”   Co mputer  Simulati on  Confe ren ce ,   pp.   106 - 111 ,  20 07 .    [4]   Shivakumar  E .  G . ,  et   a l. ,   “ Spa ce   v ector  PW M  cont ro l  of   dual  inve r te r   fed   op en - en d  wind ing   induction  m oto r   drive ,”   EP E   Jou rnal ,   vol /i ss ue:   1 2(1) ,   pp .   9 - 18 ,  2 002.   [5]   Kang,   e t  al . ,   “ Anal y sis  and  d esign  of  e le c tro nic   tr ansform ers  for  elec tr ic   po wer  distri but ion   s y stem ,”   IEEE  Tr ansacti ons on Power  E le c troni cs ,   vol /i ss ue:  14( 6) ,   pp .   113 3 - 114 1 ,  1999 .   [6]   Kanna n  G . ,  e t  al. ,   “ React iv e  po wer  opti m iz atio n  using  fire fl y   al gorit hm ,”   i n   P ower  El ectronic s  and  Re newable  Ene rgy  S yste ms ,   pp.   83 - 90 ,  2015 .   [7]   Sethura m al ing a m   T .   K .   and   Naga raj   B . ,   “ A  soft  computing  appr oac h  on  ship  tra jector y   cont rol  for  m ar ine  appl i ca t ions ,”   A RP N  Journal  of   Engi ne ering  and   Applied  S cienc e s ,  vol/is sue:  10(9 ) ,   pp .   4281 - 4286 ,  2015 .   [8]   Alesina ,   et   al. ,   “ Anal y sis  and  design  of  opti m um - amplit ude  nine - s witc h  di rec t  AC - AC  co nver te rs ,”   IEEE   Tr ansacti ons on Power  E le c troni cs ,   vol /i ss u e:  4(1 ) ,   pp .   101 - 112 ,  1 989 .   [9]   W il li am  M .   and   G .   Elec tr ic. ,   “ Pow er  conve r te r  circui ts  hav ing  a  h igh  fre qu ency   link ,”   U.S .   Pat en t ,   vol .   3 ,   pp.   517 ,   300 ,  1970 .   [10]   Raj ap andi an   A .   and   Ramanar a y a nan  V. ,   “ A c onstant   fre q uency   re sonant  tra nsi ti on   conve rt er ,”   J ournal  of   th e  India n   Instit ute of   Sc ie n ce ,   vol /i ss ue:   76( 3) ,   pp .   363 ,  201 3 .   [11]   Heine m ann,   et   a l. ,   “ The   unive rs a l  power  el ec t roni cs  base d  distri buti on  tr ansform er,  an  unifi ed  appr oac h ,”   i n  Powe r  El e ct ronics  Sp eciali sts Conf ere nc e,   2001 .   PE SC .   2001  IEEE  32nd   Annual ,   vo l .  2 ,   pp.   504 - 509 ,  20 01 .    [12]   Hiet pas  S.   M.   and   Nade n   M. ,   “ Autom at ic   vo lt ag e  reg u la tor   using  an  AC  v olt ag e - voltage  c onver te r ,”   IEEE  Tr ansacti ons on Indus try  Applica ti ons ,   vo l/ issue:   36(1) ,   pp .   33 - 38 ,  2006 .   Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.