Redukcja liczby przełączeń tranzystorów w falowniku kaskadowym z wektorową modulacją szerokości impulsów

• Autorzy: Lewicki Arkadiusz , Szewczyk Janusz , Krzemiński Zbigniew , Morawiec Marcin

Identyfikatory

DOI

10.15199/48.2020.07.09

Warianty tytułu

EN

Reduction in the number of transistor switching in a cascade inverter with space vector pulse width modulation

• Języki publikacji: PL

Abstrakty

PL

W artykule zaprezentowano metody ograniczania liczby przełączeń tranzystorów wybranych mostków kaskadowego falownika napięcia z wektorową modulacją szerokości impulsów. Zaproponowane rozwiązanie umożliwi sterowanie temperaturą poszczególnych mostków H przekształtnika, w którym ten sam strumień powietrza wykorzystano do chłodzenia kilku mostków H. Zmiana liczby przełączanych tranzystorów nie wpływa na dokładność formowania napięć wyjściowych oraz nie ogranicza możliwości utrzymania równomiernego rozkładu napięcia na kondensatorach obwodów DC.

EN

The paper presents methods for limiting the number of transistor switching in selected H-bridges of a medium voltage CHB inverter with Space Vector Pulse Width Modulation. The proposed solution enables the temperature control of individual H-Bridges, where the same air flow is utilized for several H-bridges cooling. The change in the commutation number does not affect the accuracy of generating the output voltage and does not limit the ability to maintain an even DC-link voltage distribution.

Słowa kluczowe

PL

falownik kaskadowy; wektorowa modulacja szerokości impulsów; sterowanie temperaturą; liczba komutacji

EN

CHB inverter; SVPWM; thermal control; commutation number

• Wydawca: Wydawnictwo SIGMA-NOT
• Czasopismo: Przegląd Elektrotechniczny
• Rocznik: 2020
• Tom: R. 96, nr 7
• Strony: 47--53
• Opis fizyczny: Bibliogr. 25 poz., rys., tab.

Twórcy

autor

Lewicki Arkadiusz

• Politechnika Gdańska, Wydział Elektrotechniki i Automatyki, ul. Narutowicza 11/12, 80-233 Gdańsk

autor

Szewczyk Janusz

• MMB Drives sp. z o.o., ul. Maszynowa 26, 80-298 Gdańsk

autor

Krzemiński Zbigniew

• Politechnika Gdańska, Wydział Elektrotechniki i Automatyki, ul. Narutowicza 11/12, 80-233 Gdańsk

autor

Morawiec Marcin

• Politechnika Gdańska, Wydział Elektrotechniki i Automatyki, ul. Narutowicza 11/12, 80-233 Gdańsk

Bibliografia

• [1] Lewicki A., Krzeminski Z., Abu-Rub H., Space-Vector Pulse Width Modulation for Three-Level NPC Converter with the Neutral Point Voltage Control, IEEE Trans. Ind. Electron., 58, (2011), 5076–5086
• [2] Gu C., Zheng Z., Li Y, A novel voltage balancing method of cascaded H-bridge rectifiers for locomotive traction applications, 15th European Conference on Power Electronics and Applications (EPE), (2013),1–8
• [3] Gholinezhad J., Noroozian R., Application of cascaded Hbridge multilevel inverter in DTC-SVM based induction motor drive, 3rd Power Electronics and Drive Systems Technology (PEDSTC), (2012), 127–132,
• [4] Vasiladiotis M., Rufer A., A Modular Multiport Power Electronic Transformer With Integrated Split Battery Energy Storage for Versatile Ultrafast EV Charging Stations, IEEE Trans. Ind. Electron., 62,(2015), 3213–3222,
• [5] He L., Yang Y., Fan M., Xie M., Power Channel based Power Electronics Transformer ( PC-PET ) with Reduced Capacitance for interfacing AC and DC grid,IEEE Transp. Electrif. Conf. Expo, vol. 1, 51707127,(2018), 248–253,
• [6] Liu C. et al., Reliable transformerless battery energy storage systems based on cascade dual-boost/buck converters, IET Power Electron., 8, (2015), 1681–1689,
• [7] Islam M. R., Guo Y., Zhu J., A high-frequency link multilevel cascaded medium-voltage converter for direct grid integration of renewable energy systems, IEEE Trans. Power Electron., 29, (2014), 4167–4182,
• [8] Lee C. T. et al., Average power balancing control of a STATCOM based on the cascaded h-bridge PWM converter with star configuration, IEEE Trans. Ind. Appl., 50, 2014, 3893– 3901,
• [9] Farivar G., Hredzak B., Agelidis V. G., Reduced-Capacitance Thin-Film H-Bridge Multilevel STATCOM Control Utilizing an Analytic Filtering Scheme, IEEE Trans. Ind. Electron., 62, (2015), 6457–6468,
• [10] Lewicki A., Morawiec M., The structure and the Space Vector Modulation for a Medium Voltage Power Electronic Transformer based on two seven-level,” IET Electr. Power Appl.,(2019),
• [11] Aleenejad M., Mahmoudi H., Ahmadi R., Unbalanced Space Vector Modulation with Fundamental Phase Shift Compensation for Faulty Multilevel Converters, IEEE Trans. Power Electron., 31, (2016), 7224–7233,
• [12] Abu-Rub H., Lewicki A., Iqbal A., Guzinski J, Medium voltage drives - Challenges and requirements, IEEE Int. Symp. Ind. Electron.(2010) , 1372–1377,
• [13] Vahedi H., Al-Haddad K., Labbe P. A., Rahmani S., Cascaded multilevel inverter with multicarrier PWM technique and voltage balancing feature, IEEE Int. Symp. Ind. Electron.,(2014), 155– 2160,
• [14] Lee J.S., Sim H.W., Lee K.B., Cascaded H-bridge multilevel inverter for increasing output voltage levels, IEEE Conf. Energy Convers.,(2014), 365–370,
• [15] Jayaram N., Agarwal P., Das S., A Three Phase five level cascaded H-Bridge rectifier with zero current injection scheme, IEEE Int. Conf. Power Electron. Drives Energy Syst.(PEDES), (2012)
• [16] Marzoughi A., Imaneini H., Optimal selective harmonic elimination for cascaded H-bridge-based multilevel rectifiers, IET Power Electron., 7, (2014), 350–356,
• [17] Iman-Eini H., Marzoughi A., Moeini A., DC link voltage balancing approach for cascaded H-bridge active rectifier based on selective harmonic elimination-pulse width modulation, IET Power Electron., 8, (2015), 583–590,
• [18] Nowicki E. P., Roodsari B. N., Fast space vector modulation algorithm for multilevel inverters and its extension for operation of the cascaded H-bridge inverter with non-constant DC sources, IET Power Electron., 6, (2013), 1288–1298,
• [19] Smart M., Liserre M., Andresen M., Costa L. F., Power Routing in Modular Smart Transformers: Active Thermal Control Through Uneven Loading of Cells, IEEE Ind. Electron. Mag., 10,(2016), 43–53,
• [20] Ko Y, Andresen M., Buticchi G., Liserre M., Kiel C., Concari L., Multi-frequency Power Routing for Cascaded H-Bridge Inverters in Smart Transformer Application,IEEE Energy Convers. Congr. Expo.,(2016), 1–7,
• [21] Ko Y., Andresen M., Power Routing for Cascaded H-Bridge Converters, IEEE Trans. Power Electron., 32, (2017), 9435– 9446,
• [22] Ko Y., Andresen M., Buticchi G., Lee J., Liserre M., Modulation Strategy for Highly Reliable Cascade H-Bridge Inverter Based on Discontinuous PWM, IEEE Appl. Power Electron. Conf. Expo., 3, (2017), 3241–3246,
• [23] Lewicki A., Morawiec M., Space-vector pulsewidth modulation for a seven-level cascaded H-bridge inverter with the control of DC-link voltages, Bull. POLISH Acad. Sci., 65, (2017), 619– 628,
• [24] Townsend C. D., Cox S. M., Watson A. J., Summers T. J., Betz R. E., Clare J. C., Voltage balancing characteristics for a cascaded H-bridge multi-level StatCom employing space vector modulation, 15th Int. Power Electron. Motion Control Conf. Expo. EPE-PEMC, (2012), pp. 1–7
• [25] Townsend C. D., Vodden J., Watson A. J., Summers T. J., Betz R. E., Clare J. C., The effect of space vector modulation on capacitor voltage ripple in a cascaded H-bridge StatCom, IEEE Ninth International Conference on Power Electronics and Drive Systems, (2011), 834–839.

Uwagi

Opracowanie rekordu ze środków MNiSW, umowa Nr 461252 w ramach programu "Społeczna odpowiedzialność nauki" - moduł: Popularyzacja nauki i promocja sportu (2020).