This paper presents a software based NPC PWM inverter control technique to eliminate the harmonics in the output waveforms of inverter. The proposed control technique is able to keep down total harmonic distortion and significantly improve the performance of the inverter. In the control node where the frequency ratio is 36 and the modulation index is $1.2\sim2.0$, the proposed inverter has been operated wi thin 5% Total Harmonic Distortion.
본 논문에셔는 3고초파를 주입한 정현파 PWM 인버터의 과변조 영역에서 인버터를 전형적으로 제어하기 위한 새로운 방법을 제시한다. 정현파 PWM에 3고조파를 삽입하면 단순한 정현파 PWM에 비해 선형영역을 확장할 수 있다. 그러나 이 경우에도 선형영역은 six-step 인버터메 비해 90% 정도가 된다. 따라서 과변조 영역에서 변조지수와 인버터 출력의 기본파 전압의 크기에 대한 관계를 분석함으로써, 과변조 영역에서 기준전압올 보정해 줄 수 있다. 보정된 기준 전압을 명령값으로 사용하게 되므로 반복 계산 없이 3고조파 주입형 정현파 PWM에서 출력전압을 SIX-step에샤의 전압에 이로는 과변조 영역까지 선형적으로 제어가 가능하다. 인버터-유도전동기시스템에 대한 시뮬레이션 결과를 통하여 이를 확인하였다.
고정 AC 전력전원에서 PWN(Pulse Width Modulation) 기법은 전압과 기본파 주파수를 가변 시키는 데 이용되어 왔다. 종래의 PWN 기법은 전류수, 필터크기 등의 문제점 때문에 PWN 출력 전압파형을 모터 구동 등의 제어 대상에 응용하는 연구가 진행되었다. 그러나 본 논문에서는 출력단 고속 스윗칭 소자를 사용하여 캐리어 주파수를 10(KHz)-45(KHz)까지 정현 PWN 시키고, 인버터의 출력단 파형은 소용량LPF(Low Pass Filter)를 사용하여 PAM(Pulse Amplitude Modulation)을 얻어냈다. 정현 PWN 제어 회로는 속응성과 제어성을 고려하여 마이크로 프로세서와 아날로그 회로로 혼합구성 하였다. 그리고 실험 결과는 변조도 0.6-1.0까지 변할 때 전압 파형을 관찰했다.
현재까지의 M진 DCSK 시스템에서 M이 증가함에 따라 성상도 신호점 사이의 거리는 더 가까워져서 성능이 저하된다. 본 논문에서는 비트 오류율 (BER) 성능을 향상시키기 위해 펄스위치변조 및 DCSK를 기반으로 하이브리드 변조 방식을 제안한다. 비트의 한 부분은 PPM에 의해 변조되고 다른 부분은 DCSK에 의해 변조된다. 따라서 정보 베어링 신호는 정보 비트 및 추가 정보 비트에 의해 결정되는 PPM의 선택된 펄스 위치에 따라 동시에 변조된다. 제안된 방식은 BER 성능은 시뮬레이션에 의해 도출되고 검증된다. 결과는 논문에서 제안한 방식이 부가적인 백색 가우시안 잡음 및 다중 경로 레일리 페이딩 채널에서 기존의 M-DCSK, 코드 인덱스 변조 DCSK 및 정류 코드 인덱스 DCSK를 능가한다는 것을 보여준다.
Howlader, Abdul Motin;Urasaki, Naomitsu;Senjyu, Tomonobu;Yona, Atsushi;Saber, Ahmed Yousuf
Journal of Power Electronics
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제10권5호
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pp.477-484
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2010
A pulse width modulation-voltage source inverter (PWM-VSI) is used for variable speed permanent magnet synchronous motor (PMSM) drives. The PWM-VSI fed PMSM has two major disadvantages. Firstly, the PWM-VSI DC-link voltage limits the magnitude of the PMSM terminal voltage. As a result, the motor speed is restricted. Secondly, in a low speed range, the PWM-VSI modulation index declines. This is caused by a high DC-link voltage and a low terminal voltage ratio. As a result, the distortion of the voltage command and the stator current are increased. This paper proposes an optimal pulse amplitude modulation (PAM) control which can adjust the inverter DC-link voltage by using a buck-boost DC-DC converter. At a low speed range, the proposed system can reduce the distortion of the voltage command, which improves the stator current waveform. Also, the allowable speed range is extended. In order to verify the proposed method, experimental results are provided to confirm the simulation results.
This paper proposes a simple control strategy based on the discontinuous PWM(DPWM) to balance the DC-link voltage of three-level Neutral-Point-Clamped(WPC) inverters at low modulation index. New DPWM methods in multi-level inverter are also introduced. The proposed DPWM method changes the path and duration to flow the neutral point current out of or into neutral point of the DC-link and it makes the overall fluctuation of the DC-link voltage zero during a sampling time of reference voltage vector. Therefore, the voltage of the DC-link can be balanced fairly well and also the voltage ripple of the DC-link is reduced significantly. Moreover, comparing with conventional methods, the proposed strategy is very simple. The validity of the proposed DPWM method is verified by experiment
This paper proposes a simple control strategy based on the discontinuous PWM (DPWM) to balance the DC-link voltage of three-level neutral-point-clamped (NPC) inverter at low modulation index. It introduces new DPWM methods in multi-level inverter and one of them is used for balancing the DC-link voltage. The current flowing in the neutral point of the DC-link causes the fluctuation of the DC-link voltage of the NPC inverter. The proposed DPWM method changes the path and duration time of the neutral point current, which makes the overall fluctuation of the DC-link voltage zero during a sampling time of the reference voltage vector. Therefore, by using the proposed strategy, the voltage of the DC-link can be balanced fairly well and the voltage ripple of the DC-link is also reduced significantly. Moreover, comparing with conventional methods which have to perform the complicated calculation, the proposed strategy is very simple. The validity of the proposed DPWM method is verified by the experiment.
This paper presents a novel reconfigurable selective harmonic elimination technique to control harmonics over a wide range of Modulation Indexes (MI) in Multi-Level Inverter (MLI). In the proposed method, the region of the MI is divided into various sectors and expressions are formulated with different switching patterns for each of the sectors. A memetic BBO-MAS (Biogeography Based Optimization - Mesh Adaptive direct Search) optimization algorithm is proposed for solving the Selective Harmonic Elimination - Pulse Width Modulation (SHE-PWM) technique. An experimental prototype is developed using a Field Programmable Gate Array (FPGA) and their FFT spectrums are analyzed over a wide range of MI using a fluke power logger. Simulation and experimental results have validated the performance of the proposed optimization algorithms and the reconfigurable SHE-PWM technique. Further, the sensitivity of the harmonics has been analyzed considering non-integer variations in the magnitude of the input DC sources.
Roseline, Johnson Anitha;Vijayenthiran, Subramanian;V., Rajini;Mahadevan, Senthil Kumaran
Journal of Power Electronics
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제15권3호
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pp.670-684
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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.
In this paper, we proposes the AC input voltage and current sensorless control scheme to control the input power factor and DC output voltage of the three-phase Z-source PWM rectifier. For DC-link voltage control which is sensitive to the system parameters of the PWM rectifier, fuzzy-PI controller is used. Because the AC input voltage and current are estimated using only the DC-link voltage and current, AC input voltage and current sensors are not required. In addition, the unity input power factor and DC output voltage can be controlled. The phase-angle of the detected AC input voltage and estimated voltage, the response characteristics of the DC output voltage according to the DC voltage references, the FFT results of the estimated voltage and current, efficiency, and the response characteristics of the conventional PI controller and fuzzy-PI controller are verified by PSIM simulation.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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