MM(multimode) PWM(pulse width modulation) Suitable for high performance and harmonic effects minimization of VSI (voltabge source invertetr)-IM (induction motor)drive system is proposed. The approximated optimal, suboptimal and optimal PWM are implemented in the low frequency range, while square wave operation is realized in the hibh frequency range. The pulse width Modulator is capable of generating control signals to a transistorized inverter operating at about 1KHz. All functions except digital comparison have been implemented in softyware making the scheme economical, flexible and reliable. Pulse width modulator is built and tested experimentally. In order to confirm the effectiveness and the reliability of the theoretical proposition, this scheme is applied to 1Hp, Three phase IM. As results, it is concluded that the scheme of MM PWM is superior to other conventional switching scheme through the discussions or analysis carried out on the items such as line-to-line voltage, current and spectrum of current harmonic components observed at the output terminal of inverter, noise level of motor.
Vinnikov, Dmitri;Roasto, Indrek;Liivik, Liisa;Blinov, Andrei
Journal of Power Electronics
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제15권2호
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pp.299-308
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2015
This study proposes four novel pulse width modulation (PWM) shoot-through control methods for impedance source (IS) galvanically isolated DC-DC converters. These methods are derived from a PWM control method with shifted shoot-through introduced by the authors in 2012. In contrast to the baseline solution, where the shoot-through states are generated by the simultaneous conduction of all transistors in the inverter bridge, our new approach is based on the shoot-through generation by one inverter leg. The idea is to increase the number of soft-switched transients and, therefore, decrease the dynamic losses of the front-end inverter. All the proposed approaches are experimentally verified through an insulated-gate bipolar transistor-based IS DC-DC converter. Conclusions are drawn in accordance with the results of the switching loss analysis.
In order to control the output voltage in a dual active bridge converter, this paper establishes a theoretical inductor current equation for a dual-pulse-width-modulation scheme that ensures low switching loss. It also proposes a modulation strategy that minimizes conduction loss. When compared to the conventional single-pulse-width-modulation strategy, the proposed approach can reduce the inductor current RMS and improve efficiency in the low power region, as verified through simulation and experimental results.
This paper proposes a synchronous switching technique for a Vienna rectifier that uses carrier-based pulse width modulation (CB-PWM). A three-phase Vienna rectifier, similar to a three-level T-type converter with three back-to-back switches, is used as a PWM rectifier. Conventional CB-PWM requires six independent gate signals to operate back-to-back switches. When internal switches are operated synchronously, only three independent gate signals are required, which simplifies the construction of gate driver circuits. However, with this method, total harmonic distortion of the input current is higher than that with conventional CB-PWM switching. A reactive current injection technique is proposed to improve current distortion. The performance of the proposed synchronous switching method and the effectiveness of the reactive current injection technique are verified using simulations and experiments performed with a set of Vienna rectifiers rated at 5 kW.
Increasing the switching frquency is essential to achieve the high density of switched mode power supplies, but this leads to the increase of switching losses. A number of new soft switching converters have been presented ot reduce switching losses, but most of them may have some demerits, such as the increase of voltage/current stresses and high conduction losses. To overcome these problems, the ZVT-PWM converter has recently been presented. in this paper, the operation characteristics of the ZVT-PWM boost converter is analyzed, and the steady-states (DC) and small-signal model of this converter are derived and analyzed, and then the transfer functions of this converter are derived. The transfer functions of ZVT-PWM boost converter are similar to those of the conventional PWM boost converter, but the transfer characteristics are affecsted by te duty ratio and the switching frequency.
해양산업분야에서는 극심한 대기오염으로 인하여 전기추진선박에 대한 관심이 높아지고 있다. 이로 인해 선내 전력품질의 저하를 개선하기 위한 연구가 활발히 진행되고 있다. 기존 DFE 정류기의 입력전류 고조파 함유량을 완화시키기 위해 수동형필터, 노치필터, 능동형필터 등을 이용한 다양한 방법이 등장하였다. 그 중에서도 능동필터의 일종인 AFE(Active Front End) 정류장치가 우수한 기술로써 평가받고 있다. 본 논문에서는 공간벡터변조에 의한 AFE정류장치의 전류제어방식을 제안하였다. 기존의 히스테리시스 방식, 삼각파 변조방식 및 공간벡터변조방식을 PSIM을 사용해 시뮬레이션을 수행하여 비교, 분석하였고, 그 결과 공간벡터변조방식이 구조가 간단하고 성능이 가장 우수함을 확인하였다.
Multilevel Inverters (MLIs) are widely used in medium voltage applications due to their various advantages. In addition, there are numerous types of MLIs for such applications. However, the diode-less 3-level (3L) T-type Neutral Point Clamped (NPC) MLI is the most advantageous due to its low conduction losses and high potential efficiency. The power circuit of a 3L T-type NPC is derived by the conventional two level inverter by a slight modification. In order to explore the MLI performance for various Pulse Width Modulation (PWM) schemes, this paper examines the operation of a 3L (five level line to line) T-type NPC MLI for various types of Multi-Carriers Pulse Width Modulation (MCPWM) schemes. These PWM schemes are compared in terms of their voltage profile, total harmonic distortion (THD) and conduction losses. In addition, a 3L T-type NPC MLI is also compared with the conventional NPC in terms of number of switches, clamping diodes, main diodes and capacitors. Moreover, the capacitor-balancing problem is also investigated using the Neutral Point Fluctuation (NPF) method with all of the MCPWM schemes. A 1kW 3L T-type NPC MLI is simulated in MATLAB/Simulink and implemented experimentally and its performance is tested with a 1HP induction motor. The results indicate that the 3L T-type NPC MLI has better performance than conventional NPC MLIs.
본 논문에서는 차세대 고속철도 구동 인버터 시스템의 고조파로 인한 전자기적 소음을 줄이기 위해 RCF-PWM(Random Carrier Frequency Pulse Width Modulation)을 적용한 인버터 구동시스템을 개발하였다. RCF-PWM 방식은 인버터 스위칭 주파수를 전력용 반도체의 최대 스위칭 주파수와 최소 스위칭 주파수 사이에서 임의적으로 변화시키며 PWM을 수행하는 방법이다. 본 연구의 타당성을 확인하기위해서 RCF-PWM이 적용된 차세대 고속전철 시스템을 설계하여 MATLAB/Simulink 기반의 시뮬레이터를 개발하고 이를 이용하여 일정한 스위칭 주파수를 사용하는 정규적인 SVPWM 방식과 RCF-PWM 방식의 시험결과를 비교 분석하였다.
본 논문에서는 온열치료기의 온도제어 알고리즘 및 시스템을 구현하였다. PWM(Pulse Width Modulation) 파형의 온 타임 펄스폭을 제어함으로서 온열치료기의 마사지 기능에 적합한 온열요법이 내장된 안정된 온도제어를 구현 할 수 있었으며 의료기기의 온열마사지, 온열지압, 온열 뜸 기능에 적용 하였다. 온도설정 범위는 $40^{\circ}C$에서 $70^{\circ}C$까지이며 $5^{\circ}C$ 단위로 설정하였고 제어량은 실시간으로 $1^{\circ}C$ 단위로 제어하였으며 $1^{\circ}C$ 간격으로 온도를 표시하였다. 제어범위는 설정온도와 현재온도의 차가 $4^{\circ}C$이하부터 4단계로 PWM 펄스폭을 가변하여 램프의 출력을 제어하였다. 현재온도가 설정온도와 같을 경우 PWM 신호를 최소로 하였고 현재온도가 설정온도 보다 클 경우는 PWM 출력 신호를 정지시켜 오버헌팅을 방지했으며 연산차가 $4^{\circ}C$이상인 경우 PWM 제어량을 최대폭으로 하여 시스템을 빠른 상승시간 안에 목표치에 도달할 수 있도록 제어하는 방식으로 구현하였다.
This paper presents a pulse-width modulation strategy to eliminate the common mode voltage (CMV) with reduced CMV spikes in multilevel inverters since a high CMV magnitude and its fast variations dv/dt result in bearing failure of motors, overvoltage at motor terminals, and electromagnetic interference (EMI). The proposed method only utilizes the zero CMV states in a space vector diagram and it is implemented by a carrier-based pulse-width modulation (CBPWM) method. This method is generalized for odd number levels of inverters including neutral-point-clamped (NPC) and cascaded H-bridge inverters. Then it is extended to the over-modulation mode. The over-modulation mode is implemented by using the two-limit trajectory principle to maintain linear control and to avoid look-up tables. Even though the CMV is eliminated, CMV spikes that can cause EMI and bearing current problems still exist due to the deadtime effect. As a result, the deadtime effect is analyzed. By taking the deadtime effect into consideration, the proposed method is capable of reducing CMV spikes. Simulation and experimental results verify the effectiveness of the proposed strategy.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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