New Multilevel Converter for Industrial Medium-Voltage Applications

• Autorzy: Floricau D. , Gateau G.

Warianty tytułu

PL

Wielopoziomowy przekształtnik dla przemysłowych zastosowań średniego napięcia

• Języki publikacji: EN

Abstrakty

EN

In the paper the operation and the features of a new three-level (3L) converter for industrial medium-voltage application are presented. The proposed topology was named 3L-ASNPC (Active-Stacked-NPC). The main advantage of 3L-ASNPC converter is the reducing of the average switching frequency for all power devices. In the same time, the apparent switching frequency of the output voltage is naturally doubled. Experimental and simulation results are shown in order to validate the proposed structure and the analysis of the switching states.

PL

W artykule opisano zasadę działania i właściwości nowego trójpoziomowego przekształtnika (3L) do przemysłowych zastosowań średniego napięcia. Proponowana topologia została nazwana 3L-ASNPC (Active-Stacked-NPC). Główną zaletą proponowanego przekształtnika jest redukcja średniej częstotliwości przełączania dla wszystkich urządzeń elektrycznych. Równocześnie pozorna częstotliwość przełączania napięcia wyjściowego jest w sposób naturalny podwajana. W celu potwierdzenia poprawności działania zaproponowanej struktury i analiz stanów przełączników przedstawiono wyniki eksperymentów i symulacji.

Słowa kluczowe

EN

multilevel converters; voltage source converter (VSC); VSC; medium voltage; high-power applications

PL

przekształtnik wielopoziomowy; średnie napięcia; VSC

• Wydawca: Wydawnictwo SIGMA-NOT
• Czasopismo: Przegląd Elektrotechniczny
• Rocznik: 2009
• Tom: R. 85, nr 7
• Strony: 26--30
• Opis fizyczny: Bibliogr. 16 poz., rys., wykr., schem.

Twórcy

autor

Floricau D.

autor

Gateau G.

• Politehnica University of Bucarest, spl. Independentei no.313, 060042 Bucarest, Romania,

Bibliografia

• [1] Rodriquez J., Lai J.-S., Peng F.Z., Multilevel Inverters: A Survey of Topologies, Controls, and Applications, IEEE Trans. on Ind. Electronics, Vol.49, 2002, pp. 724-738.
• [2] Rodriquez J., Bernet S., Wu B., Pontt J.O., Kouro S., Multilevel Voltage-Source-Converter Topologies for Industrial Medium-Voltage Drives, IEEE Trans. on Ind. Electronics, Vol.54, 2007, pp. 2930-2945.
• [3] Baker R.H., Electric Power Converter, U.S.Patent 3 867 643, Feb.1975.
• [4] Bhagwat P., Stefanovic V.R., Generalized structure of a multilevel PWM inverter, IEEE Industry Applications Society Annual Meeting, 1980, pp.761-76.
• [5] Nabae A., Takahashi I., Akagi H., A new neutral-point-clamped PWM inverter, IEEE Trans. On Industry Applications, Vol.IA-17, 1981, pp.518-523.
• [6] Marchesoni M., Tenca P., Diode-clamped multilevel converters: A practicable way to balance dc-link voltages, IEEE Trans. on Ind. Electronics, Vol.49, no.4, 2002, pp.752-765.
• [7] Meynard T.A., Foch H., Thomas P., Cournault J., Jakob R. and Nahrstaedt M., Multicell converters: basic concepts and industry applications, IEEE Trans. on Ind. Electronics, Vol.49, no.5, 2002, pp.955-964.
• [8] Meynard T.A., Foch H., Multi-level Conversion: High Voltage Choppers and Voltage-Source-Inverters, IEEE Power Electronics Specialist Conference, 1992, pp.397-403.
• [9] Meynard T.A., Fadel M. and Aouda N., Modelling of multilevel converters, IEEE Trans. on Ind. Electronics, Vol.44, no.3, 1997, pp.356-364.
• [10] Gateau G., Fadel M., Maussion P., Bensaid R. and Meynard T.A., Multicell converters: Active control and observation of flying-capacitor voltages, IEEE Trans. on Ind. Electronics, Vol.49, no.5, 2002, pp.998-1008.
• [11] Brückner T., Bernet S., Güldner H., The Active NPC Converter and Its Loss-Balancing Control, IEEE Trans. on Ind. Electronics, Vol.52, 2005, pp.855-868.
• [12] Floricau D., Gateau G., Dumitrescu M., Teodorescu R., A New Stacked NPC Converter: 3L-Topology and Control, 12th European Conference on Power Electronics and Applications – EPE 2007, Aalborg, Denmark, 2007, pp.1-10.
• [13] Krug D., Bernet S., Fazel S.S., Jalili K., Malinowski M., Comparison of 2.3-kV Medium-Voltage Multilevel Converters for Industrial Medium-Voltage Drives, IEEE Trans. on Ind. Electronics, Vol.54, No.6, 2007, pp.2979-2992.
• [14] Sayago J., Brückner T., Bernet S., How to Select the System Voltage of MV Drives – A Comparaison of Semiconductor Expenses, IEEE Trans. on Ind. Electronics, Vol.55, No.9, 2008, pp.3381-3390.
• [15] Floricau D., Floricau E., Dumitrescu M., Natural Doubling of the Apparent Switching Frequency using Three-Level ANPC Converter, Journal Przeglad Elektrotechniczny (Electrical Review), Polonia, R. 85 NR 1, 2009, pp.151-155.
• [16] Floricau D., Floricau E., Gateau G., Three-level SNPC Commutation Cell: Features and Control, IEEE International Symposium on Industrial Electronics – ISIE, Cambridge, UK,