멀티레벨 인버터는 대용량 전력변환 분야의 요구를 만족하면서 파형왜곡을 감소시켜 전력품질 향상시킬 수 있으므로 근래에 상당히 주목받고 있다. 그런데 전압레벨이 증가함에 따라 복잡한 PWM 알고리즘을 구현하는데 FPGA가 적합하다. 본 논문에서는 FPGA로 5-레벨 다이오드 클램핑형 멀티레벨 인버터의 PWM 신호발생 기법을 제시한다. 유도전동기 제어용 DSP와 FPGA사이에 3상 기준전압 값을 안정되게 전송하는 기법을 제시한다. 32-비트 DSP와 cyclone-III FPGA를 사용한 실험 및 시뮬레이션을 통하여 반송신호 발생 방법으로 PWM 신호를 발생시키는 기법의 타당성을 검증한다.
본 연구에서는 펄스의 위치를 랜덤하게 함으로써 효율적은 RPWN (Random PWM)을 구현할 수 있는 새로운 공간 벡터 RPPWM(Random Position PWM)방식을 제안하였다. 제안한 방식은 마이크로 컨트롤로 적용하기 쉬운 공간벡터 변조에 의하여 각 상의 듀티비를 연산한 다음, 스위칭 순서를 유지하며 각 3상 펄스들의 위치를 변조구간내에서 임의의 위치에 랜덤하게 배치함으로써 RPWM을 구현하는 방식이다. 제안된 방법의 타당성을 검증하기 위하여 MATLAB/SIMULINK를 이용하여 펄스위치의 랜덤화 공각벡터 변조, 인버터 및 3상 유도전동기를 포함하는 전체 시스템을 모델화하였다. 종전의 공각벡턱 PWM 그리고 제안된 RPPWM에 의한 인버터 출력 전압 전류의 고조파 성분을 시뮬레이션에 의하여 비교 검토하였으며 제안된 방법의 유용성을 입증할 수 있었다.
Three-level diode clamped multilevel inverter, generally known as neutral point clamped (NPC) inverter, has an inherent problem causing neutral point (NP) potential variation. Until now, the NP potential problem of variation has been investigated and lots of solutions have also been proposed. This paper presents a neutral point voltage control technology using the anti-windup PI controller and offset technology of PWM (Pulse Width Modulation) to control the variation of NPC 3-phase three-level inverter neutral point voltage. And the proposed algorithm is tested and verified using a PLL (Phase Locked Loop) in order to synchronize the phase voltage from the line voltage of grid. It significantly improves the voltage balancing under a solar fluctuation conditions of the inverter. Experimental results show the good performance and effectiveness of the proposed method.
Journal of Electrical Engineering and information Science
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제2권4호
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pp.86-91
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1997
A method of detecting the three phase currents for a voltage-fed pusle width modulated(PWM) inverter is proposed, where only one current sensor is utilized on the dc-link. The proposed method has the constant sampling time by employing he modified space-vector PWM technique which generates the rearranged switching pattern to detect a phase current from ad dc-link current. Experimental results show that eh proposed scheme provides a very good detection method of three phase currents without phase current sensors. This method is very simple and has small detection errors.
In this paper, a carrier-based pulse with modulation (PWM) strategy for three-phase three-level inverter is dealt with, which can keep the common mode voltage constant with minimized switching frequency. The voltage gain and the switching frequency in overall operating ranges including overmodulation are investigated and the analytic equations are presented. Finally, the leakage current reduction effect is confirmed by carrying out simulation and experiment. It will be pointed out that the leakage current cannot be perfectly eliminated because of the dead time.
대용량 유도전동기용 인버터 개발을 위한 부하 장치는 고가의 제작 비용 및 제작에 많은 시간이 필요하므로 유도전동기 및 부하 장치를 대체할 수 있는 시뮬레이터 개발에 대한 필요가 증대되고 있다. 기존의 대용량 3상 유도전동기의 인버터용 부하 시뮬레이터는 리액터와 3상 PWM 정류기를 사용하여 시험용 인버터의 전류를 제어함으로써 단지 인버터의 부하로만 작용할 뿐 유도전동기의 특성을 모사하기 어렵다. 본 논문에서는 LCL 필터와 3상 PWM 정류기를 이용하여 3상 유도전동기의 모델과 부하 특성을 모사할 수 있는 실시간 시뮬레이터를 제안한다. PWM 인버터에 흐르는 전류는 3상 유도전동기의 고정자 전류를 모사하며 LCL 필터의 인덕터에 흐르는 전류와 커패시터 전압에 의해 제어된다. LCL 필터의 커패시터 전압은 3상 유도전동기의 회전자 자속에 의해 고정자 권선에 유기되는 유도기전력을 모사하며 인덕터 전류와 PWM 정류기에 의해 제어된다. 3상 유도전동기의 회전자 전류, 고정자 및 회전자 자속, 전동기 토크, 슬립 주파수 및 회전자 속도는 인버터에 흐르는 전류와 유도전동기의 상수로부터 유도된다. MATLAB/Simulink 시뮬레이션을 통하여 제안된 3상 유도전동기용 실시간 시뮬레이터의 전기적, 기계적 모델 특성 및 벡터제어 동작을 검증하였다.
Existing current-controlled inverters with hysteresis controller (HC) result in the dependence of the inverter on its load characteristics, poor inverter utilization due to too much or too little supply voltage, and the current error in the hysteresis band(HB) which causes deterioration of operation of the supplied motor. In this paper, techniques and results of modeling the operation of current-controlled three phase power inverter with HC are presented. Four symmetrical control schemes are considered: the so called three independent control, three semi-dependent control(a), three semi-dependent control(b) and three dependent control each using three current controller. The dependence of the inverter on its load has been studied. To overcome this difficulty, an inner feedback control has been introduced and optimum parameter has been determined. With the addition of an inner feedback control, adjustment of the switching frequency to a desired value is possible. Also, this modification improves operating characteristics of inverter by enforcing a switching pattern of low dependence on the load, resulting in significantly improved quality of the output current.
Given the constraint of the AC input power factor and the DC-link voltage and current ripple in voltage source inverter, minimizing the size and cost of the DC-link fitter components is very important. This paper presents a procedure for the selection of DC-link filler element values in a three-phase PWM voltage source inverter-fed induction motor drive system, which can not only satisfy the requirements for the system performance but also minimize the filter size.
This paper describes the three-phase inverter system for 1/2[HP] induction servo motor, using TMS370C050 single-chip microprocessor. The Power MOSFETs are used for PWM inverter circuit because of the advantages such as less harmonic losses and smaller peak current, less torque ripples and noises. Single-chip microprocessor enables the whole controller to be simple and reduced size as well as to more stable and flexible. The basic structures are shown for the power circuit, including the protection and driving circuitry, and the control loops for inverter control functions. The experimental results are given for the prototype PWM inverter system.
The wavelet PWM (WPWM) technique has been applied in two-level inverters successfully, but directly applying the WPWM technique to three-level inverters is impossible. This paper proposes a WPWM technique suitable for a single-phase three-level inverter. The work analyzes the control strategy with the WPWM and obtains the design of its parameters. Compared with the SPWM technique for a single-phase three-level inverter under the same conditions, the WPWM can obtain high magnitudes of the output fundamental frequency component, low total harmonic distortion, and simpler digital implementation. The feasibility experiment is given to verify of the proposed WPWM technique.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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