In this paper, vector control of induction motor drives using space current vector PWM is presented. The scheme gives advantages, besides robustness to inverter arm-shoot, sinusoidal input current and voltage for induction motors. In addition, space vector PWM for CSI produces faster transient response than conventional pattern PWM. Also, a modulation index control is proposed.
This paper proposes a new method for constant control of the output AC voltage of a voltage-fed three phase Z-source inverter (ZSI), in case of Z-network DC voltage variation or heavy change of load. The modulation index for the reference output AC voltage of ZSI can be calculated by the basic definition of ZSI, the input DC voltage and capacitor voltage of Z-network. And, the output AC voltage of ZSI is controlled by the modified space vector modulation (SVM) with the calculated modulation index. By the proposed method, the modulation index of output AC voltage is closely following in the reference modulation index. The validity of the proposed method is verified using PSIM simulation. In case which the input DC voltage of ZSI is heavily changed from 100[V] to 70[V] (or to 150[V]) and in case which load is changed from $30[\Omega]$ to $10[\Omega]$, we confirmed that the output AC voltage of ZSI is constantly controlled by the proposed method because the modulation index of ZSI is also simultaneously changed. Finally, FFT and %THD of the output voltage and current of ZSI by the proposed method are analyzed.
본 논문에서는 2상 인버터용 공간전압벡터 PW 방식을 제안하였다. 제안된 2상 공간전압벡터 PWM 방식은 2상 유도전동기에 적용할 수 있다. 2상 공간전압벡터 방식을 사용하는 2상 인버터는 4개의 공간 전압벡터를 발생하나 영 전압 벡터는 만들 수 없다. 2상 인버터에서는 4개의 공간 전압벡터를 조정하여 기본 전압벡터를 실현한다. 또한, 2상 공간전압벡터방식에 의해 최적의 PWM 전압파형을 만들기 위한 대칭변조방식이 제안되었다. 제안된 2상 공간 전압벡터방식에 대한 타당성을 확인하기 위해 시뮬레이션과 실험이 실행되었다.
This paper introduces a new pulse-width modulation (PWM) method to reduce common-mode voltages (CMVs) and compare its performance with other reduced CMV-PWM (RCMV-PWM) methods. To avoid the use of zero-vectors which cause high CMV peaks, the introduced method splits every reference vector into two vectors such that the peak-to-peak magnitude of CMV is reduced by one-third of conventional space-vector PWM (SVPWM). The performance of RCMV-PWMs altered by the modulation index are analyzed with simulation results.
This paper presents a novel space vector pulse-width modulation (SVPWM) to synthesize an arbitrary non-sinusoidal phase voltage. The key of the proposed method is that the switching vectors used to comprise the reference vectors in the ${\alpha}_1-{\beta}_1$ frame and the ${\alpha}_3-{\beta}_3$ frame are decoupled. In the ${\alpha}_1-{\beta}_1$ frame, the reference vector is comprised by near two large vectors. The corresponding vector comprised by the two vectors in the ${\alpha}_3-{\beta}_3$ frame is considered as a disturbance, which is restrained by close-loop control. In the ${\alpha}_3-{\beta}_3$ frame, there are two methods to comprise the reference vector. Method I is a near two middle vectors method. Method II uses near four vectors (two middle and two little vectors). The proposed SVPWM using decoupled switching vectors can guarantee a maximum modulation index in the ${\alpha}_1-{\beta}_1$ frame. The effectiveness of the proposed method is verified by simulated and experimental results under various operation conditions.
This paper proposes the algorithm for the output AC voltage control of Z-source inverter by the detection of the input DC voltage and Z-network capacitor voltage. The actual modulation index of the proposed method is detected by the capacitor voltage in Z-network and input DC voltage of three-phase Z-source inverter. Control modulation index for the output voltage control is calculated by the detected actual modulation index and reference modulation index. And, calculated control modulation index is applied to the modified space vector modulation (SVM) for control the output voltage of Z-source inverter. To verify the validity of the proposed method, PSIM simulation was achieved and a DSP controlled 1[kW] three-phase Z-source inverter was producted. The simulation and experiment were performed under the condition that the load was changed in case of the constant input DC voltage and the input DC voltage was changed in case of the load was constant. As a result, we could know that the output phase voltage of Z-source inverter followed to the reference voltage 70[VRMS] despite the load or the input DC voltage were suddenly changed.
Rashag, Hassan Farhan;Koh, S.P.;Abdalla, Ahmed N.;Tan, Nadia M.L.;Chong, K.H.
Journal of Power Electronics
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제13권3호
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pp.369-380
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2013
Direct torque control based on space vector modulation (SVM-DTC) protects the DTC transient merits. Furthermore, it creates better quality steady-state performance in a wide speed range. The modified method of DTC using SVM improves the electrical magnitudes of asynchronous machines, such as minimizing the stator current distortions, the stator flux with electromagnetic torque without ripple, the fast response of the rotor speed, and the constant switching frequency. In this paper, the proposed method is based on two new control strategies for direct torque control with space vector modulation. First, fuzzy logic control is used instead of the PI torque and a PI flux controller to minimizing the torque error and to achieve a constant switching frequency. The voltages in the direct and quadratic reference frame ($V_d$, $V_q$) are achieved by fuzzy logic control. In this scheme, the switching capability of the inverter is fully utilized, which improves the system performance. Second, the close loop of stator flux estimation based on the voltage model and a low pass filter is used to counteract the drawbacks in the open loop of the stator flux such as the problems saturation and dc drift. The response of this new control strategy is compared with DTC-SVM. The experimental and simulation results demonstrate that the proposed control topology outperforms the conventional DTC-SVM in terms of system robustness and eliminating the bad outcome of dc-offset.
This paper proposes an LCL-filter design for space vector pulse width modulation (SVM) in grid-connected three-phase inverter systems. Although there are a several studies in progress, the existing methods are erroneous because they do not focus on the other switching methods. This paper presents the design methodology for an LCL-filter that is optimized for SVM switching operations. The design procedure for the LCL-filter is presented step-by-step. The inverter-side inductor was determined by an analysis of the ripple components, mathematically. Based on the reactive power absorption ratio, the filter capacitor was determined. The grid-side inductor was determined by the ripple attenuation factor of the output current. Experimental results verify the validity of the design method for the LCL-filter.
This paper proposes a modified hysteresis current control method based on space vector modulation. The proposed method differs from former works in that it uses effective voltage vectors instead of zero vectors while not significantly increasing the circuit complexity. The circuit uses outer band that is slightly wider than the usual current limit band (inner band) to detect the phase of current command and thereby the region information. The comparator output signals associated with the inner and outer band are used to determine the proper voltage vector that minimizes the current error and number of switching, with simple logic circuitry. The utilization of effective voltage vector is of particular importance when the ac-side emf is relatively large. Both the simulation and experiment show that the proposed method is more effective than the conventional one that uses zero vectors, in reducing the number of switching over a range of ac-side emf variation.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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