Roseline, Johnson Anitha;Vijayenthiran, Subramanian;V., Rajini;Mahadevan, Senthil Kumaran
Journal of Power Electronics
/
제15권3호
/
pp.670-684
/
2015
The hybrid cascaded multilevel inverter (HCMLI) is a popular converter topology that is being increasingly used in high power medium voltage drives. The intricacy of the control technique for a HCMLI increases with the number of levels and due to fluctuating dc voltages. This paper presents a novel offline quadrant search based space vector modulation technique to synthesize a sinusoidal output from a dispersed pattern of voltage vectors due to different voltages in the auxiliary unit. Such an investigation has never been reported in the literature and it is being attempted for the first time. The method suggested distributes the voltage vectors for a reduced total harmonic distortion at minimal computation. In addition, the proposed algorithm determines the maximum modulation index in the linear modulation range in order to synthesize a sinusoidal output for both normal and abnormal vector patterns. It is better suited for a wide range of practical applications. It is particularly well suited for renewable source fed inverters which utilize large capacitor banks to maintain the dc link, which are prone to such slow fluctuations. The proposed quadrant search space vector modulation technique is simulated using MATLAB/SIMULINK and implemented using a Nexys-2 Spartan-3E FPGA for a developed prototype.
This paper presents a novel prototype of three-phase voltage source type zero voltage soft-switching inverter with the auxiliary resonant snubbers suitable for high-power applications with IGBT power module packages in order to reduce their switching power losses as well as electromagnetic conductive and radiative noises. A proposed single inductor-assisted resonant AC link snubber circuit topology as one of some auxiliary resonant commutation snubbers developed previously to achieve the zero voltage soft-switching (ZVS) for the three-phase voltage source type sinewave PWM inverter operating under the instantaneous space voltage vector modulation is originally demonstrated as compared with the other types of resonant AC link snubber circuit topologies. In addition to this, its operation principle and unique features are described in this paper. Furthermore, the practical basic operating performances of the new conceptual instantaneous space voltage vector modulation resonant AC link snubber-assisted three-phase voltage source type soft-switching PWM inverter using IGBT power module packages are evaluated and discussed on the basis of switching voltage and current waveforms, output line to line voltage quality, power loss analysis, actual power conversion efficiency and electromagnetic conductive and radiative noises from an experimental point of view, comparing with those of conventional three-phase voltage source hard-switching PWM inverter using IGBT power modules.
Ramirez, Jose Dario Betanzos;Rivas, Jaime Jose Rodriguez;Peralta-Sanchez, Edgar
Journal of Power Electronics
/
제12권2호
/
pp.285-293
/
2012
Multilevel inverters have gained attention in high-power applications due to their numerous advantages in comparison with conventional two-level inverters. In this paper a simplified Space-Vector Modulation (SVM) algorithm for a three-level Neutral-Point Clamped (NPC) inverter is implemented on a Freescale$^{(R)}$ DSP56F8037. The algorithm is based on a simplification of the space-vector diagram for a three-level inverter so that it can be used with a two-level inverter. Once the simplification has been achieved, calculation of the dwell times and the switching sequences are carried out in the same way as for the two-level SVM method. Details of the hardware design are included. Experimental results are analyzed to validate the performance of the simplified algorithm.
In this paper, a novel scheme to eliminate common-mode voltage (CMV) is proposed for three-level neutral-point clamped (NPC) inverters. In the proposed scheme, a low-power full-bridge converter is utilized to produce compensatory voltage for CMV, which is injected into an NPC inverter through a single-phase four-winding transformer. With the proposed circuit, the power range for applications is not limited, and the maximum modulation index of the inverter is not reduced. These features are suitable for high-power medium-voltage machine drives. The effectiveness of the proposed method is verified by simulation and experimental results.
In this paper, a high frequency transformer - assisted auxiliary active resonant commutated snubber (HFTA-ARCS) for voltage source soft switching pulse width modulated power conversion circuits is presented. A three phase voltage source type soft switching inverter incorporating HFTA-ARCS circuits in its three bridge legs can reduce current rating of auxiliary active power switches and has sensorless simplified control scheme which any specified boost current management is not required for soft switching. Its operation principle and digital control scheme are described and a practical design method of circuit parameters on this HFTA-ARCS circuit is also introduced on the basis of computer simulation. Moreover, this space voltage vector modulated soft switching inverter system with DSP-based digital control scheme Is discussed and its effectiveness is proved on the basis of performance evaluations. The operating performances of this inverter system are also compared with those of conventional three-phase hard switching inverter under practical conditions of specified parameters.
For the high power variable speed applications, the DCTLI(diode clamped three-level inverter) have been widely used. This paper describes the analysis of the neutral point current of the DCTLI and the improved space vector-based PWM strategy considering the switching frequency of power devices, that minimizes the fluctuation of the neutral point current in spite of high modulation index region and low power factor. It contributes to decrease the capacitance of dc-link capacitor bank and to increase the neutral point voltage controllable region. Especially, even if second (or even) order harmonic is induced in load current (at this situation, is was investigated that the general control method can not suppress the neutral point voltage variation), this PWM can provide effective control method to suppress the neutral point voltage variation. Various simulation results by means of Matlab/Simulation are presented to verify the proposed PWM.
In recent years, multilevel technology has become an effective and practical solution in the field of moderate and high voltage applications. This paper discusses an APF with a three-level NPC inverter. Obviously, the application of such converter to APFs is hindered by the problem of the voltage unbalance of DC capacitors, which leads to system instability. This paper comprehensively analyzes the theoretical limitations of the neutral-point voltage balancing problem for tracking different harmonic currents utilizing current switching functions from the space vector PWM (SVPWM) point of view. The fluctuation of the neutral point caused by the load currents of certain order harmonic frequency is reported and quantified. Furthermore, this paper presents a close-loop digital control algorithm of the DC voltage for this APF. A PI controller regulates the DC voltage in the outer-loop controller. In the current-loop controller, this paper proposes a simple neutral-point voltage control method. The neutral-point voltage imbalance is restrained by selecting small vectors that will move the neutral-point voltage in the direction opposite the direction of the unbalance. The experiment results illustrate that the performance of the proposed approach is satisfactory.
The paper describes a implementation of space vector pulse-width modulation voltage source inverter and interfacing of DSP using field programmable gate array(FPGA) for a induction motor vector control system. The implemented chip is included logic circuits for SVPWM, dead time compensation and speed detection using Quick Logic, QLl6X24B. The maximum operating frequency and delay time can be set to 110MHz and 6 nsec. The designed Application Specific Integrated Circuit(ASIC) for SVPWM can be incorporated with a digital signal processing to provide a simple and effective solution for high performance induction motor drives with a voltage source inverter. Simulation and implementation results are shown to verify the usefulness of ASIC in a motor drive system and power electronics applications.
The paper describes a implementation of space vector pulse-width modulation (SVPWM) voltage source inverter using Field Programmable Gate Array(FPGA) for a induction motor control system. The implemented chip is included logic circuits for SVPWM, dead time compensation and speed detection using Quick Logic, QL16X24B. The maximum operating frequency and delay time can be set to 110MHz and 6 nsec. The designed FPGA for SVPWM can be incorporated with a digital signal processing to provide a simple and effective solution for high performance voltage source inverter drives. Simulation and Implementation results are shown to verify the usefulness of FPGA as a Application Specific Integrated Circuit(ASIC) in power electronics applications
In recent years, voltage source multilevel converters are very popular in medium/high-voltage industrial applications, among which the NPC/H-Bridge converter is a popular solution to the medium/high-voltage drive systems. The conventional finite control set model predictive control (FCS-MPC) strategy is not practical for multilevel converters due to their substantial calculation requirements, especially under high number of voltage levels. To solve this problem, a hierarchical model predictive voltage control (HMPVC) strategy with referring to the implementation of g-h coordinate space vector modulation (SVM) is proposed. By the hierarchical structure of different cost functions, load currents can be controlled well and common mode voltage can be maintained at low values. The proposed strategy could be easily expanded to the systems with high number of voltage levels while the amount of required calculation is significantly reduced and the advantages of the conventional FCS-MPC strategy are reserved. In addition, a HMPVC-based field oriented control scheme is applied to a drive system with the NPC/H-Bridge converter. Both steady-state and transient performances are evaluated by simulations and experiments with a down-scaled NPC/H-Bridge converter prototype under various conditions, which validate the proposed HMPVC strategy.
본 웹사이트에 게시된 이메일 주소가 전자우편 수집 프로그램이나
그 밖의 기술적 장치를 이용하여 무단으로 수집되는 것을 거부하며,
이를 위반시 정보통신망법에 의해 형사 처벌됨을 유념하시기 바랍니다.
[게시일 2004년 10월 1일]
이용약관
제 1 장 총칙
제 1 조 (목적)
이 이용약관은 KoreaScience 홈페이지(이하 “당 사이트”)에서 제공하는 인터넷 서비스(이하 '서비스')의 가입조건 및 이용에 관한 제반 사항과 기타 필요한 사항을 구체적으로 규정함을 목적으로 합니다.
제 2 조 (용어의 정의)
① "이용자"라 함은 당 사이트에 접속하여 이 약관에 따라 당 사이트가 제공하는 서비스를 받는 회원 및 비회원을
말합니다.
② "회원"이라 함은 서비스를 이용하기 위하여 당 사이트에 개인정보를 제공하여 아이디(ID)와 비밀번호를 부여
받은 자를 말합니다.
③ "회원 아이디(ID)"라 함은 회원의 식별 및 서비스 이용을 위하여 자신이 선정한 문자 및 숫자의 조합을
말합니다.
④ "비밀번호(패스워드)"라 함은 회원이 자신의 비밀보호를 위하여 선정한 문자 및 숫자의 조합을 말합니다.
제 3 조 (이용약관의 효력 및 변경)
① 이 약관은 당 사이트에 게시하거나 기타의 방법으로 회원에게 공지함으로써 효력이 발생합니다.
② 당 사이트는 이 약관을 개정할 경우에 적용일자 및 개정사유를 명시하여 현행 약관과 함께 당 사이트의
초기화면에 그 적용일자 7일 이전부터 적용일자 전일까지 공지합니다. 다만, 회원에게 불리하게 약관내용을
변경하는 경우에는 최소한 30일 이상의 사전 유예기간을 두고 공지합니다. 이 경우 당 사이트는 개정 전
내용과 개정 후 내용을 명확하게 비교하여 이용자가 알기 쉽도록 표시합니다.
제 4 조(약관 외 준칙)
① 이 약관은 당 사이트가 제공하는 서비스에 관한 이용안내와 함께 적용됩니다.
② 이 약관에 명시되지 아니한 사항은 관계법령의 규정이 적용됩니다.
제 2 장 이용계약의 체결
제 5 조 (이용계약의 성립 등)
① 이용계약은 이용고객이 당 사이트가 정한 약관에 「동의합니다」를 선택하고, 당 사이트가 정한
온라인신청양식을 작성하여 서비스 이용을 신청한 후, 당 사이트가 이를 승낙함으로써 성립합니다.
② 제1항의 승낙은 당 사이트가 제공하는 과학기술정보검색, 맞춤정보, 서지정보 등 다른 서비스의 이용승낙을
포함합니다.
제 6 조 (회원가입)
서비스를 이용하고자 하는 고객은 당 사이트에서 정한 회원가입양식에 개인정보를 기재하여 가입을 하여야 합니다.
제 7 조 (개인정보의 보호 및 사용)
당 사이트는 관계법령이 정하는 바에 따라 회원 등록정보를 포함한 회원의 개인정보를 보호하기 위해 노력합니다. 회원 개인정보의 보호 및 사용에 대해서는 관련법령 및 당 사이트의 개인정보 보호정책이 적용됩니다.
제 8 조 (이용 신청의 승낙과 제한)
① 당 사이트는 제6조의 규정에 의한 이용신청고객에 대하여 서비스 이용을 승낙합니다.
② 당 사이트는 아래사항에 해당하는 경우에 대해서 승낙하지 아니 합니다.
- 이용계약 신청서의 내용을 허위로 기재한 경우
- 기타 규정한 제반사항을 위반하며 신청하는 경우
제 9 조 (회원 ID 부여 및 변경 등)
① 당 사이트는 이용고객에 대하여 약관에 정하는 바에 따라 자신이 선정한 회원 ID를 부여합니다.
② 회원 ID는 원칙적으로 변경이 불가하며 부득이한 사유로 인하여 변경 하고자 하는 경우에는 해당 ID를
해지하고 재가입해야 합니다.
③ 기타 회원 개인정보 관리 및 변경 등에 관한 사항은 서비스별 안내에 정하는 바에 의합니다.
제 3 장 계약 당사자의 의무
제 10 조 (KISTI의 의무)
① 당 사이트는 이용고객이 희망한 서비스 제공 개시일에 특별한 사정이 없는 한 서비스를 이용할 수 있도록
하여야 합니다.
② 당 사이트는 개인정보 보호를 위해 보안시스템을 구축하며 개인정보 보호정책을 공시하고 준수합니다.
③ 당 사이트는 회원으로부터 제기되는 의견이나 불만이 정당하다고 객관적으로 인정될 경우에는 적절한 절차를
거쳐 즉시 처리하여야 합니다. 다만, 즉시 처리가 곤란한 경우는 회원에게 그 사유와 처리일정을 통보하여야
합니다.
제 11 조 (회원의 의무)
① 이용자는 회원가입 신청 또는 회원정보 변경 시 실명으로 모든 사항을 사실에 근거하여 작성하여야 하며,
허위 또는 타인의 정보를 등록할 경우 일체의 권리를 주장할 수 없습니다.
② 당 사이트가 관계법령 및 개인정보 보호정책에 의거하여 그 책임을 지는 경우를 제외하고 회원에게 부여된
ID의 비밀번호 관리소홀, 부정사용에 의하여 발생하는 모든 결과에 대한 책임은 회원에게 있습니다.
③ 회원은 당 사이트 및 제 3자의 지적 재산권을 침해해서는 안 됩니다.
제 4 장 서비스의 이용
제 12 조 (서비스 이용 시간)
① 서비스 이용은 당 사이트의 업무상 또는 기술상 특별한 지장이 없는 한 연중무휴, 1일 24시간 운영을
원칙으로 합니다. 단, 당 사이트는 시스템 정기점검, 증설 및 교체를 위해 당 사이트가 정한 날이나 시간에
서비스를 일시 중단할 수 있으며, 예정되어 있는 작업으로 인한 서비스 일시중단은 당 사이트 홈페이지를
통해 사전에 공지합니다.
② 당 사이트는 서비스를 특정범위로 분할하여 각 범위별로 이용가능시간을 별도로 지정할 수 있습니다. 다만
이 경우 그 내용을 공지합니다.
제 13 조 (홈페이지 저작권)
① NDSL에서 제공하는 모든 저작물의 저작권은 원저작자에게 있으며, KISTI는 복제/배포/전송권을 확보하고
있습니다.
② NDSL에서 제공하는 콘텐츠를 상업적 및 기타 영리목적으로 복제/배포/전송할 경우 사전에 KISTI의 허락을
받아야 합니다.
③ NDSL에서 제공하는 콘텐츠를 보도, 비평, 교육, 연구 등을 위하여 정당한 범위 안에서 공정한 관행에
합치되게 인용할 수 있습니다.
④ NDSL에서 제공하는 콘텐츠를 무단 복제, 전송, 배포 기타 저작권법에 위반되는 방법으로 이용할 경우
저작권법 제136조에 따라 5년 이하의 징역 또는 5천만 원 이하의 벌금에 처해질 수 있습니다.
제 14 조 (유료서비스)
① 당 사이트 및 협력기관이 정한 유료서비스(원문복사 등)는 별도로 정해진 바에 따르며, 변경사항은 시행 전에
당 사이트 홈페이지를 통하여 회원에게 공지합니다.
② 유료서비스를 이용하려는 회원은 정해진 요금체계에 따라 요금을 납부해야 합니다.
제 5 장 계약 해지 및 이용 제한
제 15 조 (계약 해지)
회원이 이용계약을 해지하고자 하는 때에는 [가입해지] 메뉴를 이용해 직접 해지해야 합니다.
제 16 조 (서비스 이용제한)
① 당 사이트는 회원이 서비스 이용내용에 있어서 본 약관 제 11조 내용을 위반하거나, 다음 각 호에 해당하는
경우 서비스 이용을 제한할 수 있습니다.
- 2년 이상 서비스를 이용한 적이 없는 경우
- 기타 정상적인 서비스 운영에 방해가 될 경우
② 상기 이용제한 규정에 따라 서비스를 이용하는 회원에게 서비스 이용에 대하여 별도 공지 없이 서비스 이용의
일시정지, 이용계약 해지 할 수 있습니다.
제 17 조 (전자우편주소 수집 금지)
회원은 전자우편주소 추출기 등을 이용하여 전자우편주소를 수집 또는 제3자에게 제공할 수 없습니다.
제 6 장 손해배상 및 기타사항
제 18 조 (손해배상)
당 사이트는 무료로 제공되는 서비스와 관련하여 회원에게 어떠한 손해가 발생하더라도 당 사이트가 고의 또는 과실로 인한 손해발생을 제외하고는 이에 대하여 책임을 부담하지 아니합니다.
제 19 조 (관할 법원)
서비스 이용으로 발생한 분쟁에 대해 소송이 제기되는 경우 민사 소송법상의 관할 법원에 제기합니다.
[부 칙]
1. (시행일) 이 약관은 2016년 9월 5일부터 적용되며, 종전 약관은 본 약관으로 대체되며, 개정된 약관의 적용일 이전 가입자도 개정된 약관의 적용을 받습니다.