Modulacja 3D-SVPWM z kompensacją napięcia niezrównoważenia i balansowaniem napięć DC dla czterogałęziowego falownika 3L-NPC

• Autorzy: Szczepankowski P. , Szwarc K. J.

Warianty tytułu

EN

A novel 3D-SVPWM feed-forward modulation for three level four legs NPC converter

• Języki publikacji: PL

Abstrakty

PL

Przedstawiono realizację algorytmu modulacji napięcia 3D-SVPWM (ang. 3-Dimensional Space Vector Pulse Width Modulation) z kompensacją napięcia niezrównoważenia dla trójpoziomowego czterogałęziowego falownika 3L-NPC (ang. 3-Level Neutral-Point-diode-Clamped Converter). Do wyznaczania współczynników wypełnień w modulacji szerokości impulsów zastosowano liniowe funkcje kształtu czworościennego elementu skończonego z węzłami, których współrzędne zależą od chwilowej wartości napięcia niezrównoważenia. Rozważono również stabilizację napięć w obwodzie pośredniczącym.

EN

A novel feed-forward 3D-SVPWM modulation algorithm of four legs 3L-NPC is presented. The voltage of unbalance compensation algorithm is the main advantage of proposed solution. The duty cycle calculation algorithm is based on linear shape functions of tetrahedron finite element. The FE nodes coordinates are calculated from voltage of unbalance value. The DC voltage balancing problem is also considered.

Słowa kluczowe

PL

modulacja 3D-SVPWM; falownik 3L-NPC; elektrotechnika

EN

3D-SVPWM modulation; 3L-NPC converter; electrical technology

• Wydawca: Wydawnictwo SIGMA-NOT
• Czasopismo: Przegląd Elektrotechniczny
• Rocznik: 2011
• Tom: R. 87, nr 7
• Strony: 83--89
• Opis fizyczny: Bibliogr. 19 poz., rys., tab., wykr.

Twórcy

autor

Szczepankowski P.

autor

Szwarc K. J.

• Politechnika Gdańska, Wydział Elektrotechniki i Automatyki, Katedra Energoelektroniki i Maszyn Elektrycznych, ul. Sobieskiego 7, 80-216 Gdańsk,

Bibliografia

• [1] Busquets-Monge S., Bordonau J., Boroyevich D., Gilbert A., Salaet J., Output Voltage Distortion Characterization in Multilevel PWM Converters, IEEE Power Electronics Letters, vol. 2, no. 1, march 2004, 24-28
• [2] Busquets Monge S., Somavilla S., Boroyevich D., Capacitor Voltage Balance for Neutral-Poit-Clamped Corwerter using Virtual Space Vector Concept With Optimized Spectral Performance, IEEE Transactions On Power Electronics, vol. 22, no. 4, july2007, 1128-1135
• [3] Celanovic N., Boroyevich D., A Comprehensive Study of Neutral-Point Voltage Balancing Problem in Three-Level Neutral-Point-Clamped Voltage Source PWM Inverters, IEEE Transactions On Power Electronics, vol. 15, no. 2, march 2000, 242-249
• [4] Franguelo L. G., Prats A. M., Portillo R., Galvan J. l. L., Perales M. A., Carrasco J. M. Diez E. G., Jimenez J. L. M., Tree-Dimentional Space-Vector Modulation Algorithm for Four-Leg Multilevel Converters Using abc Coordinates, IEEE Transactions On Industrial Electronics, vol. 53, no. 2, april 2006, 458-466
• [5] Leon J., Vazquez S., Sanchez J., Portillo R.,Conventional Space-Vector Modulation Technigues Versus the Single-Phase Modulator for Multilevel Converters, IEEE Transactions On Industrial Electronics, vol. 57, no. 7, july 2010, 2473-2482
• [6] Leon J., Vazquez S., Portillo R., Franquelo L. G., Carrasco J., Wheeler P., Watson A. J., Three-Dimensional Feedforward Space Vector Modulation Applied to Multilevel Diode-Clamped Converters, IEEE Transactions On Industrial Electronics, vol. 56, no. 1, january 2009, 101-109
• [7] Lewicki A., Modulacja szerokości impulsów dla falownika trójpoziomowego ze sterowaniem rozkładem napięcia na kondensatorach obwodu pośredniczącego, Przegląd Elektrotechniczny, 86 (2010), nr. 2, 289-294
• [8] Lopez O., Alvarez J., Doval-Gandoy J., Freijedo F. D., Multilevel Multiphase Space Vector PWM Algorithm, IEEE Transactions On Industrial Electronics, vol. 55, no. 5, may 2008, 1933-1942
• [9] Lopez O., Alvarez J., Doval-Gandoy J., Freijedo F. D., Multilevel Multiphase Space Vector PWM Algorithm With Switching State Redundancy, IEEE Transactions On Industrial Electronics, vol. 56, no. 3, march 2009, 792-804
• [10] Marchesoni M., Mazzuchelli M., Robinson F. V. P., Tenca P. , Minimum-Energy-Based Capacitor Voltage Balancing Control Strategy for MPC Conversion Systems Multilevel Multiphase Space Vector PWM Algorithm, Proc. IEEE-ISIE'99, JULY 1999, 20-25
• [11] Peng F. Z., Qian W., Cao D., Recent advances in multilevel converter/inverter topologies and applications, ISBN 978-1-4244-5394-8, IPEC 2010 Sapporo, june 2010, 492-501
• [12] Pou J., Pindado R., Boroyevich D., New Feedforward Space-Vector PWM Method to Obtain Balanced AC Output Voltages in a Three-Level Neutral-Point-Clamped Converter, IEEE Transactions On Industrial Electronics, vol. 49, no. 5, october2002, 1026-1034
• [13] Pou J., Boroyevich D., Rodriguez P., Pindado R., Evaluation of the Low-Frequency Neutral-Point Voltage Oscillations in the Three-Level lnverter, IEEE Transactions On Industrial Electronics, vol. 52, no. 6, december 2005, 1582-1588
• [14] Rakowski G., Kacprzyk Z., Metoda Elementów Skończonych w mechanice konstrukcji, Oficyna Wydawnicza Politechniki Warszawskiej, ISBN 83-7207-589-1 (2005), 113-143
• [15] Rogriguez J., Lai J., Peng F. F., Multilevel lnverters: A Survey of Topologies, Controls, and Applications, IEEE Transactions On Industrial Electronics, vol. 49, no. 4, august 2002, 724-738
• [16] Rogriguez J., Bernet S., Wu B., Pont J., Kouro S., Multilevel Voltage-Source-Converter Topologies for Industrial Medium-Voltage Drives, IEEE Transactions On Industrial Electronics, vol. 54, no. 6, december 2007, 2930-2945
• [17] Szczepankowski P., Detekcja nieprawidłowego rozkładu napięć w obwodzie pośredniczącym 3-poziomowego falownika napięcia typu NPC na podstawie analizy prądu obciążenia, VII Krajowa Konferencja Naukowa Sterowanie w Energoelektronice i Napędzie Elektrycznym, (2007), 483-490
• [18] Szczepankowski P., Nieznański J., Pasywna stabilizacja rozkładu napięć w obwodzie pośredniczącym falownika trójpoziomowego NPC, Pomiary Automatyka Kontrola, 53 (2007), 44-47
• [19] Zhou D., Rouaud D. G., Experimental Comparisons of Space Vector Neutral Point Balancing Strategies for Three-Level Topology, IEEE Transactions On Power Electronics, vol. 16, no. 6, november2001, 872-879