设计和开发的水平转移SPWM技术基于减少开关多电平逆变器

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助理教授,EE称,JIS工程学院,印度西孟加拉邦^1、2、3
m技术的学生,EE称,JIS工程学院,印度西孟加拉邦⁴

文摘

许多工业应用要求变速驱动器。最近几天,许多研究人员专注于基于脉冲宽度调制(PWM)的多电平逆变器驱动逆变器质量改进。逆变器性能评估通过计算输出信号的整体近似。摘要一个新的多电平逆变器拓扑结构描述与减少数量的开关。不同的正弦脉宽调制方案(PD,豆荚,无足的)被用来减少开关逆变器和逆变器的性能进行了分析比较总谐波失真。减少开关多电平逆变器设计和不同的变频调速方案已经在MATLAB仿真软件开发环境。

关键字

变频调速、多电平逆变器(THD,仿真软件,PDPWM, PODPWM APODPWM。

介绍

最近几天工业逆变器的电能质量已经成为一个重要的问题。改善电能质量的工业驱动介绍了多级逆变器[1]。多电平逆变器是用于高功率和中压应用程序。一方面增加多级逆变器电压水平使其使用在中压应用程序中,另一方面增加水平的逆变器,逆变器输出变量的整体(THD减少,提高了逆变器的质量。

本文提出了一种降低开关多电平逆变器,它使用更少的控制比传统多电平逆变器的开关。因此逆变器的总体成本降低。少数量的逆变器开关也降低了复杂性与生成SPWM信号[2]。这里,PDPWM PODPWM和APODPWM方法用于生成门为逆变器开关信号。比较提出了多电平逆变器的性能进行了分析与不同的SPWM技术[3]。本文展示了拉力测量变频器输出变量的变化调制指数的变化,变频器的载波频率、水平。

文献综述

1。约翰·n·Chiasson基斯·j·麦肯齐引入了一个方法来计算多电平逆变器的开关角生产所需的基本电压降低高阶谐波[1]。本文所示,可以利用对称多项式理论的减少程度的多项式方程必须解决,大大减少计算负担。本文使用一种新颖的方法来消除谐波的多级逆变器使用对称多项式和角度。

2。

3所示。Biswamoy Pal, Reetam Mondal提出了一种新的多电平逆变器拓扑结构和减少的数量比传统多电平逆变器开关(2、7)。本文还描述了一种方法来生成PDPWM信号以产生正弦输出电压谐波较少。逆变器输出电压的变化总体THD也是本文所示水平的变化的多层互连在不同载波频率。

4所示。拉杰什·库马尔Ahuja Amit Kumar提出一个方法来控制三相多电平逆变器的SPWM技术喂养平衡负载[3]。在这里,APODPWM技术用于SPWM信号产生。本文显示逆变器性能的变化(THD的不同程度在不同负载下的输出电压。

6。Jose Rodriguez》——盛lai方郑彭做了一个调查在不同类型的配置上的多级逆变器像二极管夹变频器、电容器夹逆变器和级联多单元的H桥逆变器[6]。本文还提出了最相关的上述家庭多级逆变器的控制策略。

7所示。硕士Aspalli, Anil Wamanrao提出了正弦脉宽调制(SPWM)方法对多电平逆变器载波同步变量控制器[8]。本文进行不同的运营商基于正弦脉宽调制技术及其性能进行了分析比较。

提出减少开关1 -Φ多级逆变器结构(多层互连)

多级逆变器功率半导体元件的使用数字控制开关产生波形。一个两级逆变器生成一个输出两个层次;三个级别的逆变器生成一个输出两个层次等等。如果逆变器水平继续提高逆变器的输出电压得到更多步骤生成一个阶梯波形正弦波形的复制品。因此通过增加逆变器整体水平(THD的逆变器输出电压降低,提高电能质量。除了改善电能质量,多级逆变器也产生高电压,使其用于中压大功率应用。但是有一个问题与多级逆变器有关。更多数量的开关驱动成本增加。复杂性与SPWM信号生成更多开关增加。本文提出一种多电平逆变器使用较少数量的功率比传统多电平逆变器开关相同级别的输出电压。 Thus the proposed inverter reduces cost of inverter and also complexity with SPWM signal generation for this inverter is reduced [4 - 6].

下图显示了11级的一般结构降低了开关逆变器。许多使用电压源有平等的大小。为特定的多层互连数量的来源以及适当的控制信号决定逆变器的输出电压。所需的交换机数量产生某种程度的输出电压取决于多层互连。

提出了多层互连结构两条对角线开关(sw1、sw2 sw3 sw4),决定输出电压的极性。开关sw1 & sw2 sw3 & sw4免费。也就是说,如果sw1 & sw2, sw3 & sw4和输出电压将是积极的,否则输出电压将是负的。通过控制其他开关(sw5送回....)被用来决定输出电压水平。如果在sw5,输出电压为0。如果送回,+直流输出电压。如果在sw7,输出电压是+ 2直流等[7]。

本文提出了全面多层次结构。的水平提出了多电平逆变器可以根据需要增加基于以下公式。

让,总需要的开关数量=新南威尔士州

层数的多层互连= N水平

所需的电压源数量=

上面的方程被用来设计任何级别的多电平逆变器。下面的表显示了所需数量的开关和电压源不同程度的多层互连。

不同级别SHIFTEDSPWM多电平逆变器的技术

在变频调速方法调制信号是正弦波和三角波载波信号。然后比较这两个信号产生控制信号控制开关。有不同的水平转移多级逆变器——变频调速技术(i)交替阶段反对派性格PWM (APODPWM)反对(2)阶段性格PWM (PODPWM)(3)阶段性格PWM (PDPWM)。在所有情况下使用的载波信号数量(Nlevel - 1) (8 - 9)。

逆变器输出电压的电能质量是影响调制指数(MI)。多层次的MI SPWM逆变器可以计算如下:

,一个r =参考信号的振幅(正弦波),Ac =载波信号幅度(三角波)在所有的情况下变频调速技术上面的图所示,三角载波信号水平发生了变化。每个载波信号有相同的振幅和具有相同的频率。参考信号的频率必须是一个整数倍数频率保持同步。

APODPWM技术:

在APODPWM技术替代载波相位差的彼此。即C1 & C3在相同的阶段和C2 & C4在相同的阶段,但与C1 & C3阶段。调制的频率是50赫兹和载波频率为1 Khz。上面的图显示了SPWM信号产生方案5级逆变器。

PODPWM技术:

PODPWM技术上面所有载波参考电平(零级)在相同的阶段。,C1和C2下面在相同的阶段和所有载波参考级别(0级)在相同的阶段,也就是说,C3和C4在相同阶段,但从C1和C2的阶段。调制的频率是50赫兹和载波频率为1 Khz。上面的图显示了SPWM信号产生方案5级逆变器。

PDPWM技术:

PDPWM技术载体电波都在彼此相同的阶段。C1, C2, C3, C4在彼此相同的阶段。调制的频率是50赫兹和载波频率为1 Khz。上面的图显示了SPWM信号产生方案5级逆变器。

仿真结果

仿真结果表明总体THD的逆变器输出电压的变化不同级别使用不同水平转移特定调制PWM技术指数(MI = 1)。

下面的图显示了FFT窗使用PDPWM 5级逆变器输出电压,PODPWM & APODPWM技术分别调制指数为1。已经观察到PODPWM技术给最好的结果在这三个层次转移PWM技术。

下图显示了FFT窗口7级逆变器输出电压使用PDPWM PODPWM & APODPWM技术分别调制指数为1。已经观察到PODPWM技术给最好的结果在这三个层次转移PWM技术。

下面的图显示了FFT窗使用PDPWM 9级逆变器输出电压,PODPWM & APODPWM技术分别调制指数为1。已经观察到PDPWM技术给最好的结果在这三个层次转移PWM技术。

下面的图显示了FFT窗使用PDPWM 11级逆变器输出电压,PODPWM & APODPWM技术分别调制指数为1。已经观察到PODPWM技术给最好的结果在这三个层次转移PWM技术。

下面的图显示了FFT窗使用PDPWM 13级逆变器输出电压,PODPWM & APODPWM技术分别调制指数为1。已经观察到APODPWM技术给最好的结果在这三个层次转移PWM技术。

下面的图显示了FFT窗使用PDPWM 15级的逆变器输出电压,PODPWM & APODPWM技术分别调制指数为1。已经观察到PODPWM技术给最好的结果在这三个层次转移PWM技术。

仿真结果表明总体THD的逆变器输出电压的变化不同级别使用不同级别改变PWM技术对不同调制指数。整个实验进行了在MATLAB / SIMULINK环境下,结果在下表中给出。这个表显示逆变器性能的变化(THD的输出电压不同程度在不同的调制指数改变PWM技术使用不同的水平。

这些图表显示逆变器性能的变化(THD不同层次的输出电压调制指数1改变PWM技术使用不同的水平。

这些图表显示15级逆变器性能的变化(THD的输出电压不同调制指数改变PWM技术使用不同的水平。

结论

本文的总体结构单相多电平逆变器与减少数量的开关与SPWM技术引入了和多层互连的性能在MATLAB / SIMULINK环境下进行了分析。出现在这个实验中,逆变器性能(输出电压的% (THD)如果逆变器增加水平提高。也表明调制指数影响逆变器的性能,如果增加心肌梗死,逆变器性能提高。也是一个比较研究分析了不同级别兴奋与不同水平转移SPWM技术。

引用

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Biswamoy pal, Reetam Mondal”,整体的分析基于多载波新的级联多电平逆变器在不同的载波频率切换不同的水平降低,”国际新兴技术与工程杂志》,1卷,没有。5,148 - 156年,2014页。
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