This paper presents a new control scheme for a three-phase split DC-link capacitor inverter as an AC power supplies. The proposed control method can maintain the balanced sinusoidal output voltage under unbalanced and nonlinear load conditions. The validity of the control method has been verified by simulation results.
본 논문에서는 고압 대전력 3상 유도전동기의 고정자 권선을 이용한 전압원 인버터의 병렬운전 방식을 제안한다. 현재 사용되고 있는 대부분의 4극 이상 대전력 유도전동기는 각 상의 권선이 외부에서 접근이 가능하도록 외부단자가 설치되어 있으며, 이들 외부 단자를 이용하여 복수대의 전압원 인버터를 병렬운전 하여 대전력 유도전동기를 구동할 수 있다. 이와 같이 고압 대전력 유도전동기를 복수 개의 전압원 인버터를 병렬 운전하여 구동할 경우, 특정 인버터의 고장발생 시 비록 구동 토오크는 감소될지라도, 나머지 인버터로 시스템을 계속 구동할 수 있어 시스템의 고장대처능력을 향상시킬 수 있다. 또한 병렬 운전되고 있는 각 인버터의 스위칭 동작에 대해 서로 위상차를 갖게 함으로서, 등가 스위칭 주파수를 증가시켜 출력 토오크 리플 감소와 입력 전류 리플 감소, DC Link 커패시터의 크기 감소와 같은 좋은 특성을 얻을 수 있다. 또한 각 인버터로의 전력의 분산에 의해 시스템에서 발생하는 EMI영향을 감소시킬 수 있다. 본 논문에서는 제안한 방식을 컴퓨터 시뮬레이션을 통해 특성을 증명하였다.
본 논문에서는 철도차량 추진시스템을 위한 3-레그 인버터와 5-레그 인버터의 성능을 비교/분석하고 철도차량에 5-레그 인버터를 적용함에 있어 최적의 동작 조건을 제시한다. 5-레그 인버터는 두 대의 3-레그 인버터에 비해 2개의 스위치가 감소되며, 하나의 제어보드로 두 대의 3상 전동기를 독립적으로 제어할 수 있다. 이로 인해 두 대의 3-레그 인버터를 이용할 경우보다 시스템의 비용 감소와 소형화가 가능하다. 본 논문에서는 먼저 도시철도 차량에서 사용중인 유도전동기 제어 기법과 PWM 방법을 분석한다. 다음으로 5-레그 인버터의 기본 동작과 특징을 분석한다. 이러한 분석을 바탕으로 동일한 유도전동기 제어 기법과 PWM 방법을 3-레그 인버터와 5-레그 인버터에 적용했을 때 유도전동기의 속도와 토크 특성을 비교하고 분석한다.
The cascaded H Bridge (CHB) multilevel inverter (MLI) is popular among the classical MLI topologies due to its modularity and reliability. Although space vector modulation (SVM) is the most suitable modulation scheme for MLIs, it has not been used widely in industry due to the higher complexity involved in its implementation. In this paper, a simple and novel generalized SVM algorithm is proposed, which has both reduced time and space complexity. The proposed SVM involves the generalization of both the duty cycle calculation and switching sequence generation for any n-level inverter. In order to generate the gate pulses for an inverter, a generalized switch matrix (SM) for the CHB inverter is also introduced, which further simplifies the algorithm. The algorithm is tested and verified for three-phase, three-level and five-level CHB inverters in simulations and hardware implementation. A comparison of the proposed method with existing SVM schemes shows the superiority of the proposed scheme.
본 논문은 3상 NPC형 3레벨 인버터의 과변조 SVPWM 기법과 변조비에 대한 출력전압의 고조파를 분석하였다. 3상 NPC형 3레벨 인버터는 SVPWM을 적용하여 선형영역을 0.907까지 확장하였고 과변조 영역에서는 푸리에 급수에 의한 추종전압의 보상기법을 적용하여 6 스텝영역까지 운전할 수 있도록 하였다. PWM 형태인 출력전압의 고조파 특성분석에는 PD방식의 멀티 캐리어 기법에 대하여 이중 푸리에 급수를 적용하여 해석하였다. 시뮬레이션은 PSIM을 사용하여 구현하였고 3레벨 인버터의 영역도의 각 영역에 대해서 고조파의 특성을 확인하였다. NPC형 3레벨 인버터의 고조파 분포는 선형영역에서는 캐리어 주파수의 측대 고조파가 분포되고, 과변조 영역으로 넘어가면서 기본파에 의한 고조파 성분이 점차 증가하고 캐리어 주파주의 사이드 밴드의 고조파 성분은 감소함을 확인하였다. 본 논문에서의 고조파 해석을 검증하기 위하여 동일한 조건에서 시뮬레이션과 실험을 수행하였다.
In this paper the effects of a Static Synchronous Series Compensator, which is constructed with a 48-pulse inverter, on the power demand from the grid are studied. Extensive simulation studies were carried out in the MATLAB simulation environment to observe the compensation achieved by the SSSC and its effects on the line voltage, line current, phase angle and real/reactive power. The designed device is simulated in a power system which is comprised of a three phase power source, a transmission line, line inductance and load. The system parameters such as line voltage, line current, reactive power Q and real power P transmissions are observed both when the SSSC is connected to and disconnected from the power system. The motivation for modeling a SSSC from a multi-pulse inverter is to enhance the voltage waveform of the device and this is observed in the total harmonic distortion (THD) analysis performed at the end of the paper. According to the results, the power flow and phase angle can be controlled successfully by the new device through voltage injection. Finally a THD analysis is performed to see the harmonics content. The effect on the quality of the line voltage and current is acceptable according to international standards.
In this paper, a novel multilevel inverter using DC-Link voltage combination is presented to reduce the harmonics of output voltage without the output filter inductor. The proposed multilevel inverter can generate 27-level output voltage. It employs three H-bridge cells which consist of single phase full-bridge inverter module. As well as, it can make continuous output voltage level employing the properly three DC-Link voltage ratio. The validity of the proposed inverter is verified through the experimental result using a prototype which can generate a 110[Vac], 60[Hz] output voltage from 12[Vdc], 36[vdc], and 108[Vdc] input voltages
This paper presents an algorithm of a compensation of the grid current distortion caused by the grid voltage unbalance and distortion in 3-phase bi-directional DC to AC inverter. Usually 3-phase grid system has unbalance and distortion because of connecting 1-phase and non-linear load with 3-phase load using same input node. Controlling 3-phase inverter by general method under the unbalanced and distorted grid voltage, the grid current has distortion. This distortion of the grid current cause the grid voltage distortion again. So, it need to control the grid current balanced and non-distorted, even the grid voltage gets unbalanced and distorted. There are some complex method to compensate the gird current distortion. it suggest simple method to solve the problem. Simulation and experiment is used to validate the proposed algorithm.
최근 상업용 빌딩, 주거용 빌딩 및 공장등의 저전압 3상 4선식 배전계통에서 PC, UPS, 정류기기, 조명장치 및 사무용기기등 비선형 부하의 사용이 증가하고 있으며, 이로 인한 과도한 중성선 전류는 중성선의 고장, 변압기의 과열 및 중성선과 접지사이의 전압강하등 심각한 문제를 야기시키고 있다. 본 논문에서는 3상 4선식 배전계통에서 중성선 전류 제거를 위한 새로운 저감된 용량의 능동전력필터를 제안한다. 제안한 방식은 제어가 간단하고 불평형에 기인하는 기본파 전류만이 인버터 스위치로 흐를 수 있기 때문에 인버터의 VA 정격이 작아진다. 제안한 시스템은 실험에 의하여 그 타당성을 입증한다.
This paper describes first Boxes algorithm as a good method to generate the pulse patterns for a pulse width modulated inverter which has a good characteristics and simple to excute. Second we present the motor analysis fed by P.W.M. inverter in steady-state operation. In this analysis we improve the MRF ( Multiple Reference Frames ) to can be easy apply to analyse all the induction motor parameters. Finally we presented all the results obtained for a 3-phase induction motor.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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