อินเวอร์เตอร์หลายระดับแบบที 19 ระดับ 3 เฟส ที่มีความเพี้ยนฮาร์มอนิกรวมต่ำ 3-phase 19-level T-type Multilevel Inverter Based Low Total Harmonic Distortion

Main Article Content

ไพโรจน์ ทองประศรี

Abstract

บทคัดย่อ


          การออกแบบอินเวอร์เตอร์หลายระดับที่ดีต้องให้รูปคลื่นแรงดันด้านออกมีระดับขั้นบันไดอยู่บนรูปคลื่นไซน์เปรียบเทียบทุกระดับ ผลที่เกิดขึ้นความเพี้ยนฮาร์มอนิกรวมต่ำ อินเวอร์เตอร์หลายระดับที่มีระดับสูงเมื่อถูกควบคุมด้วยวิธีสเปซเวกเตอร์ รูปคลื่นแรงดันออกที่ระดับขั้นบันไดสูงจะอยู่นอกรูปคลื่นไซน์เปรียบเทียบ ส่งผลให้ความเพี้ยนฮาร์มอนิกรวมสูง บทความนี้นำเสนออินเวอร์เตอร์หลายระดับแบบที 19 ระดับ 3 เฟส ควบคุมด้วยวิธีสเปซเวกเตอร์แบบปรับตำแหน่งเวกเตอร์ เพื่อให้แรงดันระดับขั้นบันไดอยู่บนรูปคลื่นไซน์เปรียบเทียบทุกระดับ เวกเตอร์ถูกปรับจากแบบดั้งเดิม 18 ตำแหน่ง ตำแหน่งของเวกเตอร์ทำให้ทราบแรงดันดีซีลิงค์ของอินเวอร์เตอร์ 3 เฟส ที่ใช้สำหรับออกแบบ โดยมีตำแหน่งมุมของการสวิตซ์ทั้งหมด 54 สภาวะ ผลการทดลองเมื่อใช้อินเวอร์เตอร์หลายระดับแบบที 19 ระดับ 3 เฟส ที่นำเสนอขับมอเตอร์เหนี่ยวนำ 3 เฟส 4 ขั้ว พิกัด ¼ แรงม้า ผลเกิดค่าความเพี้ยนฮาร์มอนิกรวมของแรงดันและกระแสอยู่ที่ 4.1% และ 1.1% ตามลำดับ     


 คำสำคัญ: อินเวอร์เตอร์หลายระดับ ความเพี้ยนฮาร์มอนิกรวม สเปซเวกเตอร์ แรงดันขั้น รูปคลื่นไซน์


Abstract


          A good multilevel inverter design, the output voltage waveform must be a staircase waveform that the step voltage is on the sinusoidal waveform referenced at all levels. As a result is a low total harmonic distortion. Multilevel inverter with high levels is controlled by a space vector method. The output waveform at the high staircase level is outside the sinusoidal waveform referenced resulting in a high harmonic distortion. This paper presents a 3-phase 19-level T-type multilevel inverter which is controlled by adjusting vector position of a space vector method. In order to control the step voltage to be on the sinusoidal waveform referenced at all levels; the vector has been adjusted 18 positions from the original position. The position of the vector indicates the DC link voltage of the 3-phase inverter used for the design which has the position of the switching angle of all 54 switches. The experimental results, a 3-phase induction motor with 4 poles rated ¼ HP is driven by the proposed 3-phase 19- level T-type multilevel inverter. The multilevel inverter produces the total harmonic distortion of the voltage and current at 4.1% และ 1.1%, respectively.  


  Keywords: multilevel inverter, total harmonic distortion, space vector, step voltage and sinusoidal waveform

Article Details

Section
Articles
Author Biography

ไพโรจน์ ทองประศรี, Kasetsart University Sriracha Campus

Faculty of Engineering at Sriracha

References

[1] Rodriguez J, Lai J-S, Peng F-Z. Multilevel inverters: a survey of topologies, controls, and applica-tions. IEEE Transactions on Industrial Electronics, 2002;49(4); 724-738.
[2] Edpuganti A, Rathore A-K. Fundamental switching frequency optimal pulse width modulation of medium-voltage cascaded seven-level inverter. IEEE Transactions on Indus-try Applications. 2015;51(4);3485–3492.
[3] Du Z, Tolbert L-M, Ozpineci B, Chiasson J-N. Fundamental frequency switching strategies of a seven-level hybrid cascaded H-bridge multilevel inverter. IEEE Transactions on Power Electro-nics. 2009;24(1);25-33.
[4] Hu P, Jiang D. A level-increased nearest level modulation method for modular multilevel converters. IEEE Transactions on Power Electronics. 2015;30(4);1836–1842.
[5] Gao L, Fletcher J-E. A space vector switching strategy for three-level five-Phase inverter drives. IEEE Transactions on Industrial Elec-tronics. 2010;57(7);2332-2343.
[6] Ahmed M, Sheir A, Orabi M. Real-time solution and implementation of selective harmonic elimination of seven-Level multilevel inverter. IEEE Journal of Emerging and Selected Topics in Power Elec-tronics. 2017;5(4);1700-1709.
[7] Alnamer S-S, Mekhilef S, Mokhlis H. Proposed new N-multilevel family of topologies for T-type inverter. IEICE Electronics Express. 2017;14 (15);1-11.
[8] Masaoud A, Ping H-W, Mekhilef S, Taallah A-S. New three-phase multilevel inverter with reduced number of power electronic components. IEEE Transactions on Power Electro-nics. 2014;29(11);6018-6029.