Realization of a New PWM Inverter Using Walsh Series

왈쉬 급수를 이용한 새로운 PWM 인버터의 구현

This paper describes a new method to eliminate some selected harmonics (5,7,11) in PWM waveforms using Walsh and related orthogonal functions. Previous analyses of PWM waveforms are based on the nonlinear equations requiring iterative solution methods which are not practical in real-time systems. In addition, synthesis of low harmonics waveform at high power system is not easy to implement with power electronic hardware. The goal of this paper is to achieve the harmonics elimination in a PWM waveform by replacing the nonlinear equations in Fourier analysis with linear algebraic equations resulting from the use of orthogonal Walsh equation. This paper also describes how to synthesize low ordered harmonic waveforms with practical power electronic hardware. Walsh and Radmacher functions are easily manipulated by Harmuth's array generator, and those algorithms are accurate, computationally efficient and faster than algorithm based on Fourier analysis. In addition, this method is simulated to synthesize periodic PWM waveforms. From the experi-mental results, it is shown that single-phase PWM waveform are identified with the proposed method. And these methods are also extended to three-phase PWM waveforms in this paper.

PWM 인버터에서 임의로 선택한 5,7,11차 고조파를 제거할 때, 후리에 급수를 이용하여 비선형 연립방식을 선형 연립방정식으로 바꾸어 점호각을 분석하던 기존의 방법으로부터 새로운 방법을 구현하였다. 후리에 급수를 이용하여 기억소자에 점호각을 look-up 표로 기억시키거나, 또는 점호각 계산 프로그램을 반복 수행하여 점호시각에 트리거하던 기존의 방법으로는 실시간 제어가 곤란하였다. 본 논문에서는 제안된 왈쉬 급수를 이용하여 점호각을 계산하고 하드웨어로 구성하여 입력되는 클럭 주파수만 가변하면, 즉시로 가변된 주파수가 출력되므로 실시간 제어가 가능함을 밝혔다. 또한 Ordered orthogonal 함수를 이용하여 단상회로와 동일한 하드웨어 구성으로 3장 출력이 가능함을 실험을 통하여 확인하였다.