A single-phase step-up five-level inverter topology with a new phase-shifted pulse width modulation (PS-PWM) strategy is proposed in this paper. When compared with conventional single-phase five-level inverter topologies, the proposed topology can realize multilevel inversion with a double step-up ratio, a reduced number of switching devices and self-balanced capacitor voltages. When compared with the conventional PS-PWM strategy, the new PS-PWM strategy can be implemented with one carrier reduced, which makes it much easier to implement in a digital signal processor (DSP) system. Experimental results have been presented to verify the effectiveness of the proposed inverter and the PS-PWM strategy.
Park, Young-Min;Ryu, Han-Seong;Lee, Hyun-Won;Jung, Myung-Gil;Lee, Se-Hyun
The Transactions of the Korean Institute of Power Electronics
/
v.15
no.1
/
pp.43-51
/
2010
This paper proposes an analysis of voltage delay and compensation for current control in H-Bridge Multi-Level (HBML) inverters for a medium voltage motor drive with vector control. It is shown that the expansion and modularization capability of the HBML inverter is improved in case of using Phase-Shifted Pulse Width Modulation (PSPWM) since individual inverter modules operate more independently. But, the PSPWM of HBML has a phase difference between reference voltage and real voltage, which can cause instability in the current regulator at high speed where the ratio of the sampling frequency to the output frequency is insufficient. This instability of the current regulator is removed by adding a proposed method which compensate a phase difference between reference voltage and real voltage. The proposed method is suitable for HBML inverter controlled by PSPWM with low switching frequency and high speed motor drive. The validity of the proposed method is verified experimentally on 6,600[V] 1,400[kW] induction motor fed by an 13-level HBML inverter.
Cascaded H-bridge multilevel (CHBML) inverters usually include a large number of isolated dc-voltage sources. Some faults in the dc-voltage sources result in unequal cell dc voltages. Unfortunately, the conventional phase-shifted carrier (PSC) PWM method that is widely used for CHBML inverters cannot eliminate low frequency sideband harmonics when the cell dc voltages are not equal. This paper analyzes the principle of sideband harmonic elimination, and proposes an improved PSCPWM that can eliminate low frequency sideband harmonics under the condition of unequal dc voltages. In order to calculate the carrier phases, it is necessary to solve transcendental equations for low frequency sideband harmonic elimination. Therefore, an approach based on the artificial bee colony (ABC) algorithm is presented in this paper. The proposed PSCPWM method enhances the reliability of CHBML inverters. The proposed PSCPWM is not limited to CHBML inverters. It can also be applied to other types of multilevel inverters. Simulation and experimental result obtained from a prototype CHBML inverter verify the theoretical analysis and the achievements made in this paper.
The modular multilevel converter (MMC) has been receiving increased attentions in recent years. The new modular multilevel converter is a derivative topology from the traditional MMC in which the number of sub-modules (SMs) necessitated by each phase can be reduced by one. This paper presents a phase-shifted carrier pulse-width modulation (PSC-PWM) for the new MMC with an optimal phase-shifted angle to suppress the harmonics of the output voltage. Further, the harmonic features when the capacitor voltage of the middle SM is selected as two different values are also investigated. Moreover, in order to avoid introducing an unnecessary dc offset current at the ac terminals of the new MMC, a novel capacitor voltage balancing scheme is proposed by adjusting the amplitude of the reference signals rather than the offset. Finally, the validity and effectiveness of the proposed modulation and balancing schemes have been verified by experimental results based on a three-phase prototype of the new MMC.
A modified space vector pulse width modulation (SVPWM) strategy based on vector space decomposition and its equivalent carrier-based PWM realization are proposed in this paper, which is suitable for six-phase asymmetrical dual stator induction machines (DSIMs). A DSIM is composed of two sets of symmetrical three-phase stator windings spatially shifted by 30 electrical degrees and a squirrel-cage type rotor. The proposed SVPWM technique can reduce torque ripples and suppress the harmonic currents flowing in the stator windings. Above all, the equivalent relationship between the proposed SVPWM technique and the carrier-based PWM technique has been demonstrated, which allows for easy implementation by a digital signal processor (DSP). Simulation and experimental results, carried out separately on a simulation system and a 3.0 kW DSIM prototype test bench, are presented and discussed.
In this paper, the PSC PWM method is chosen as the optimal modulation method for a 20MW VSC HVDC, with consideration of the harmonic distortion of the output voltage, the switching frequency, and the control implementation difficulty. In addition, a new PSC PWM method is proposed in order to achieve an easy application and to solve the redundant control problems encountered in the previous PSC PWM method. To verify the proposed PSC PWM method, PSCAD/EMTDC simulations for an 11-level MMC RTDS HILS test and an 11-level MMC prototype converter test were performed. As can be seen from the results of these tests, the proposed PSC PWM method shows good results in an 11-level MMC with redundant sub-modules.
Multilevel active neutral-point-clamped (ANPC) converter combines the advantages of three-level ANPC converter and multilevel flying capacitor (FC) converter. However, multilevel ANPC converter often suffers from capacitor voltage balancing problems. In order to solve the capacitor voltage balancing problems for five-level ANPC converter, phase-shifted pulse width modulation (PS-PWM) is used, which generally provides natural voltage balancing ability. However, the natural voltage balancing ability depends on the load conditions and converter parameters. In order to eliminate voltage deviations under steady-state and dynamic conditions, the active voltage-balancing control (AVBC) methods of floating capacitors and dc-link capacitors based on PS-PWM are proposed. First, the neutral-point current is regulated to balance the neutral-point voltage by injecting zero-sequence voltage. After that, the duty cycles of the redundant switch combinations are adjusted to balance the floating-capacitor voltages by introducing moderating variables for each of the phases. Finally, the effectiveness of the proposed AVBC methods is verified by experimental results.
The Transactions of the Korean Institute of Power Electronics
/
v.27
no.6
/
pp.526-534
/
2022
The modular multilevel converter (MMC) has been widely applied to various industrial areas because of its various advantages and structural characteristics. Therefore, many methods for synthesizing the output voltage of MMC have been studied. Among these methods, phase-shifted pulse width modulation (PSPWM) is frequently used in MMC systems because it has diverse merits, such as excellent output qualities even with a small number of cells and uniform power distribution among cells. In this study, the total harmonic distortion (THD) of the output voltage is analyzed in accordance with the number of cells in one arm of a single-delta bridge cell MMC in order to compare PSPWM methods in terms of the THD of the output voltage. The physical characteristics of the triangle and sawtooth carrier waves used for the PSPWM and the mathematical modeling of output voltage are introduced. Then, the obtained results are verified through real-time simulation of a 1 MW single-delta bridge cell MMC system.
Al-Hitmi, Mohammed A.;Rahman, Khaliqur;Iqbal, Atif;Al-Emadi, Nasser
Journal of Power Electronics
/
v.19
no.2
/
pp.475-486
/
2019
This paper proposes the modulation and control of a three-to-six-phase matrix converter with an asymmetrical six-phase output. The matrix converter (MC) outputs consist of two sets of three-phase spatially shifted by $30^0$, where the two sets have two isolated neutrals. The space vector approach is considered for the modeling and subsequent modulation of the three-to-six phase MC. The intelligent selection of voltage space vectors is made to synthesize the reference voltages and to obtain a sinusoidal output. The dwell times of selected voltage space vectors are adjusted in such a way that the effect of the second and the third auxiliary plane vectors (i.e., x1-y1, and x2-y2) are nullified. To achieve the maximum output voltage gain and to ensure that no reactive power is drawn from the utility supply, the input side power factor is maintained at unity. Nevertheless, the source side power factor is controllable. The modulation technique is implemented in dSPACE working in conjunction with a FPGA. Hardware results that validate the proposed control algorithm are discussed.
The harmonic impedance characteristic of a traction power supply system (TPSS) is necessary for taking actions to suppress the high-order harmonic resonances caused by AC electric locomotives. This paper proposes a controllable harmonic generating method (CHGM) for measuring the TPSS harmonic impedance by injecting harmonic disturbances of different frequencies and amplitudes into the TPSS. This method applies phase shifted pulse-width modulation (PSPWM) and ensures that the undesired sideband harmonics can be negligible while the desired harmonic is both controllable and adjustable. Multiple harmonics can be emitted at the same time. The implementation of the method is also presented. Simulations are carried out to validate the performance of the proposed method. Finally, experimental results on a 5 H-bridge converters platform verified the effectiveness and feasibility of the proposed method.
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.