중성점 전압 변조 기반 3상 멀티레벨 직결형 인버터의 고장허용 운전 Fault-Tolerant Operation of Three-Phase Multilevel Cascaded Inverter Based on Neutral Voltage Modulation to Prevent Overmodulation원문보기
본 논문에서는 3상 멀티레벨 직결형 인버터(MLCI, multilevel cascaded inverter)의 고장허용 방법 중 중성점 전압 변조 방법에 관하여 연구한다. 3상 멀티레벨 직결형 인버터는 인버터 모듈을 직결하여 사용하므로 많은 수의 전력용 반도체 소자를 필요로 한다. 따라서, 전력용 ...
본 논문에서는 3상 멀티레벨 직결형 인버터(MLCI, multilevel cascaded inverter)의 고장허용 방법 중 중성점 전압 변조 방법에 관하여 연구한다. 3상 멀티레벨 직결형 인버터는 인버터 모듈을 직결하여 사용하므로 많은 수의 전력용 반도체 소자를 필요로 한다. 따라서, 전력용 반도체 소자의 소손으로 인한 인버터 모듈의 고장이 발생할 수 있으므로 고장 난 모듈을 우회한 이후의 대비책이 필요하며, 그중 하나로 중성점 전압 변조를 기반으로 한 고장허용 운전 방법이 제시되었다. 그러나, 기존의 중성점 전압 변조를 이용한 고장허용 운전 방법은 고장 난 모듈 수에 따라 적용할 수 없는 제한 영역이 있고, 제한 영역 외에도 과변조 영역에서 운전하여 출력이 왜곡되는 한계를 갖고 있다. 본 논문에서는 각 상에 두 모듈이 직결된 3상 멀티레벨 직결형 인버터에서 모든 모듈이 정상인 경우와 고장으로 인해 모듈 수가 불평형인 경우들에 관하여 선형영역에서 합성할 수 있는 전압 벡터 영역을 분석하였고, 이를 모듈 수가 N인 경우로 일반화하였다. 또한, 기존 중성점 전압 변조 방법의 제한영역과 과변조 운전 구간을 분석하였고, 이들을 보상하기 위해 개선된 중성점 전압 변조 방법을 제안하였고, 모의실험과 실험을 통해 제안한 방법의 효과를 검증하였다.
본 논문에서는 3상 멀티레벨 직결형 인버터(MLCI, multilevel cascaded inverter)의 고장허용 방법 중 중성점 전압 변조 방법에 관하여 연구한다. 3상 멀티레벨 직결형 인버터는 인버터 모듈을 직결하여 사용하므로 많은 수의 전력용 반도체 소자를 필요로 한다. 따라서, 전력용 반도체 소자의 소손으로 인한 인버터 모듈의 고장이 발생할 수 있으므로 고장 난 모듈을 우회한 이후의 대비책이 필요하며, 그중 하나로 중성점 전압 변조를 기반으로 한 고장허용 운전 방법이 제시되었다. 그러나, 기존의 중성점 전압 변조를 이용한 고장허용 운전 방법은 고장 난 모듈 수에 따라 적용할 수 없는 제한 영역이 있고, 제한 영역 외에도 과변조 영역에서 운전하여 출력이 왜곡되는 한계를 갖고 있다. 본 논문에서는 각 상에 두 모듈이 직결된 3상 멀티레벨 직결형 인버터에서 모든 모듈이 정상인 경우와 고장으로 인해 모듈 수가 불평형인 경우들에 관하여 선형영역에서 합성할 수 있는 전압 벡터 영역을 분석하였고, 이를 모듈 수가 N인 경우로 일반화하였다. 또한, 기존 중성점 전압 변조 방법의 제한영역과 과변조 운전 구간을 분석하였고, 이들을 보상하기 위해 개선된 중성점 전압 변조 방법을 제안하였고, 모의실험과 실험을 통해 제안한 방법의 효과를 검증하였다.
In this paper, an improved fault-tolerant operation method based on neutral voltage modulation (NVM) for three-phase multilevel cascaded inverter (MLCI) is proposed. Since the three-phase MLCI consists of individual inverter modules, many power semiconductor devices are used. Thus, the fault-toleran...
In this paper, an improved fault-tolerant operation method based on neutral voltage modulation (NVM) for three-phase multilevel cascaded inverter (MLCI) is proposed. Since the three-phase MLCI consists of individual inverter modules, many power semiconductor devices are used. Thus, the fault-tolerant method is required to prepare the malfunction of the power semiconductor devices. In the previous studies, the NVM method is proposed as the fault-tolerant operation. However, the conventional NVM method has constraint region that cannot be applied depending on the number of faulty modules. In addition, the output voltage and current are distorted due to the overmodulation operation. In this paper, the synthesizable voltage space vector region for the two-by-three MLCI is analyzed in the stationary αβ coordinate system. Moreover, the maximum synthesizable voltage in the linear modulation region is calculated under the unbalanced module condition, and this is generalized for the case when the maximum number of inverter module is N. In addition, the constraint region and overmodulation region of the the conventional NVM are analyzed, and they are compensated by the proposed NVM method. The effectiveness of the proposed NVM method is verified by the simulation and experimental results.
In this paper, an improved fault-tolerant operation method based on neutral voltage modulation (NVM) for three-phase multilevel cascaded inverter (MLCI) is proposed. Since the three-phase MLCI consists of individual inverter modules, many power semiconductor devices are used. Thus, the fault-tolerant method is required to prepare the malfunction of the power semiconductor devices. In the previous studies, the NVM method is proposed as the fault-tolerant operation. However, the conventional NVM method has constraint region that cannot be applied depending on the number of faulty modules. In addition, the output voltage and current are distorted due to the overmodulation operation. In this paper, the synthesizable voltage space vector region for the two-by-three MLCI is analyzed in the stationary αβ coordinate system. Moreover, the maximum synthesizable voltage in the linear modulation region is calculated under the unbalanced module condition, and this is generalized for the case when the maximum number of inverter module is N. In addition, the constraint region and overmodulation region of the the conventional NVM are analyzed, and they are compensated by the proposed NVM method. The effectiveness of the proposed NVM method is verified by the simulation and experimental results.
※ AI-Helper는 부적절한 답변을 할 수 있습니다.