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Cascaded 멀티레벨 인버터의 고장 허용 제어를 위한 Level-Shifted PWM 기반의 새로운 변조 기법
A Novel Modulation Strategy Based on Level-Shifted PWM for Fault Tolerant Control of Cascaded Multilevel Inverters 원문보기

전기학회논문지 = The Transactions of the Korean Institute of Electrical Engineers, v.64 no.5, 2015년, pp.718 - 725  

김석민 (Dept. of Space Survey Information Technology, Ajou University) ,  이준석 (Dept. of Electrical and Computer Engineering, Ajou University, Korear) ,  이교범 (Dept. of Electrical and Computer Engineering, Ajou University)

Abstract ▼ AI-Helper 아이콘AI-Helper

This paper proposes a novel level-shifted PWM (LS-PWM) strategy for fault tolerant cascaded multilevel inverter. Most proposed fault-tolerant operation methods in many of studies are based on a phase-shifted PWM (PS-PWM) method. To apply these methods to multilevel inverter systems using LS-PWM, two...

주제어

#Level-Shifted pulsewidth modulation (PWM) strategies   #Fault-tolerance   #Multilevel inverters  

AI 본문요약
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문제 정의

  • 그러나 이러한 중성점 천이 방법을 LS-PWM 방법이 사용되는 멀티레벨 인버터에 적용할 경우 LS-PWM의 특성 상 평형된 삼상 선간전압과 전류를 얻기 힘들다. 본 논문은 LS-PWM 기반의 cascaded 멀티레벨 인버터의 허용 제어에 중성점 천이를 적용하기 위하여 두 단계의 새로운 변조 기법을 제안한다.
  • 본 논문은 level-shifted PWM을 스위칭 변조 기법으로 사용하는 cascaded 멀티레벨 인버터의 고장 발생 시 중성점 천이를 적용하기 위한 새로운 변조 기법을 제안하였다. 고장 발생 시 전압 지령의 모든 영역에서 반송파와 변조가 이루어지도록 반송파를 재구성 한다.
  • 본 논문은 이러한 LS-PWM을 스위칭 변조 기법으로 사용하는 cascaded 멀티레벨 인버터의 고장 발생 시 중성점 천이 방법을 허용 제어에 적용하기 위한 새로운 변조 기법을 제안한다. 이 기법은 반송파 재구성과 인버터 셀 변조 레벨 재할당의 두 단계를 거쳐 수행되며 고장 발생동안 삼상 선간전압과 전류에서 평형을 유지할 수 있다.
  • 본 절에서는 고장 발생 시에도 전압 지령이 선형 변조를 할 수 있도록 하는 반송파의 재구성 방법을 제안한다. 고장 난 디바이스를 포함하는 인버터 셀을 bypass 시켰을 때와 그렇지 않을 경우로 각각 나누어 허용 제어 기법을 설명한다.

가설 설정

  • 그림 2(c)는 식 (8)-(10)의 페이저도를 나타낸다. 삼상 전류가 다음 식과 같이 평형을 이루었다고 가정한다.
  • 상의 1번 인버터 셀에서 고장이 발생하였다고 가정한다. 이에 따라 해당 셀은 bypass되어 전압을 출력하지 않고 전류의 통로로만 사용된다.
  • 상의  내에 있는 스위칭 디바이스 에서 고장이 발생하였다고 가정한다. 이 경우 가 담당하는 변조 영역(두 번째 반송파)에서 반송파 형태가 5-레벨의 것과 같이 재구성 될 것이다.
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참고문헌 (13)

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  3. J. Rodriguez, S. Bernet, B. Wu, J. O. Pontt, and S. Kouro, "Multilevel voltage-source-converter topologies for industrial medium-voltage drives," IEEE Transactions on Industrial Electronics, vol. 54, no. 6, pp. 2930-2945, Dec. 2007. 

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  12. S. Khomfoi and L. M. Tolbert, "Fault Detection and Reconfiguration Technique for Cascaded H-bridge 11-level Inverter Drives Operating under Faulty Condition," Power Electronics and Drive Systems 7th International Conference, pp. 1035-1042, Nov. 2007. 

  13. M. Tamasas, M. Saleh, M. Shaker, and A. Hammoda, "Evaluation of Modulation Techniques for 5-Level Inverter Based on Multicarrier Level Shift PWM," IEEE MELECON 2014, pp. 17-23, Apr. 2014. 

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