A Three-level Inverter Neutral Voltage Balancing Control Method

• Autorzy: Zhou J. , Jia B. , Zhang X. , Li Z.

Warianty tytułu

PL

Algorytm regulacji napięcia punktu neutralnego w falowniku trójpoziomowym

• Języki publikacji: EN

Abstrakty

EN

Owe to three-level inverter mature topological structure and low harmonic content of output voltage, it has been applied widely in large power and high voltage applications, but three-level topological structure leads to an inherent problem that is the neutral potential imbalance. This paper analyses the intrinsic causes in neutral voltage imbalance and presents the voltage balance method based on a hysteresis loop control. According to the different combinations of load current direction, the method controls two-capacitor voltage dynamically by adjusting the small redundant vectors and fully considering the effect of medium vectors on the neutral point potential balance. The paper analyses the switching states choice, the order of switch sequence and allocation of time in detail when the reference voltage vector falls into small triangle having one or two redundant small vector. Simulation and experimental results show that the control method can achieve a good neutral point voltage balance.

PL

W artykule przedstawiono analizę zagadnienia regulacji napięcia punktu neutralnego w przekształtniku trójpoziomowym. Opracowana metoda regulowania napięć na kondensatorach DC-link bazuje na regulatorze histerezowym i znakach prądów fazowych. Odpowiedź regulatora decyduje o doborze odpowiednich stanów łączników (wektory krótkie). Wyniki symulacyjne i eksperymentalne potwierdzają skuteczność algorytmu.

Słowa kluczowe

EN

neutral potential imbalance; hysteresis control; neutral point voltage control; current direction

PL

potencjał punktu neutralnego; nierówność napięć; sterowanie histerezowe; kontrola napięcia punktu neutralnego; kierunek prądu

• Wydawca: Wydawnictwo SIGMA-NOT
• Czasopismo: Przegląd Elektrotechniczny
• Rocznik: 2013
• Tom: R. 89, nr 3b
• Strony: 143--146
• Opis fizyczny: Bibliogr. 3 poz., schem., tab., wykr.

Twórcy

autor

Zhou J.

• Power electronics and motor drives engineering center, North China University of Technology, Beijing, China

autor

Jia B.

• North China University of Technology

autor

Zhang X.

• North China University of Technology

autor

Li Z.

• North China University of Technology

Bibliografia

• [1] Y. H. Lee, R. Y. Kim, D. S. Hyun. A novel PWM scheme for a three-level voltage source inverter with GTO thyristors. IEEE Trans Transaction on Industry Applications.1996. 32(2): 260-268
• [2] Amit Kumar Gupta, Ashwin M. Khambadkone. A Simple Space Vector PWM Scheme to Operate a Three-Level NPC Inverter at High Modulation Index Including Overmodulation Region with Neutral potential Balancing. IEEE Transaction on Industry Applications. 2007.43(3): 751-760
• [3] Nikola Celanovic, and Dushan Boroyevich. A Comprehensive Study of Neutral-Point Voltage Balancing Problem in Three-Level Neutral- Point-Clamped Voltage Source PWM Inverters. IEEE Transactions on Power Electronics. 2000.15(2): 242~249