DOUBLE-DELTA-WINDING SYSTEM WITH NEUTRAL-POINT-CLAMPED CONVERTERS CONTROLLED BY SYNCHRONOUS MULTI-ZONE PWM

In this paper, algorithms of the universal scheme of synchronous multi-zone modulation have been developed and dis-seminated for adjustment of two neutral-clamped inverters of double-delta-winding system (which is perspective for ap-plication in high power variable speed ac drives), providing synchronization and symmetry of waveforms of inverter-side voltage of power transformer for any control modes of operation including regimes with fractional relationship be-tween the switching frequency of inverters and fundamental frequency of system. In this case inverter-side winding voltage of double-delta-winding system has quarter-wave symmetry, and its spectra do not contain even harmonics and undesirable subharmonics. Simulation results show behavior of system with two neutral-clamped inverters con-trolled by three basic versions of synchronous multi-zone modulation. References 9, figures 5, table

POWER ELECTRONIC SYSTEM FOR POWER ELECTRIC VEHICLES WITH ALGORITHMS OF SYNCHRONOUS MODULATION

Schemes of synchronous space-vector modulation have been adapted for control of split-phase drive for electric vehicle with open-end windings of induction motor, supplied by several voltage source inverters. MATLAB-based simulation of processes in this system has been executed. It has been shown, that the use of algorithms of synchronous modulation provides symmetry of phase voltage waveforms for any ratio between the switching frequency and fundamental frequency, and for any voltage magnitudes of dc-sources. Spectra of the phase voltage of system do not contain even harmonics and subharmonics (of the fundamental frequency), which is especially important for drives for the medium-power and high-power electric vehicles

Synchronous PWM control of triple transformer-connected inverters for photovoltaic system

Abstract: This paper presents results of research of modulation processes in power conversion system with triple voltage source inverters, supplied by photovoltaic (PV) strings, and connected to a four-winding transformer. The transformer has in this case specific connections between the secondary windings and inverters, allowing providing of multilevel voltages at secondary windings of the transformer. Specialized space-vector-based strategy of pulsewidth modulation (PWM) has been used for control of inverters, insuring quarter-wave symmetry of winding voltages for any modulation indices and switching frequency of inverters. Analysis and comparison of harmonic composition of winding voltages and output voltages of inverters has been done. The validity of the analyzed processes has been verified by simulations: three basic variants of the scheme of modulation have been applied for control of inverters

Multiphase power conversion system with hybrid switching strategy of modulated inverters

In this paper, two switching strategies have been combined for control of cascaded PWM inverters of dual three-phase adjustable speed drive with asymmetrical induction motor. The presented combined switching techniques allow insuring elimination of common-mode voltages in drive system. Algorithms of synchronized modulation insure symmetries of voltage waveforms of inverters of system for a whole control diapason. Simulations validate performance of systems with combined control strategy of modulated voltage source inverters with low switching frequency.Запропоновано та проаналізовано гібридне управління каскадно-зв'язаними інверторами системи здвоєного трифазного електропривода з асиметричним шестифазним асинхронним електродвигуном. Розглянуті алгоритми комбінованого регулювання та управління забезпечують усування напруги нульової послідовності у системі. Використання схеми синхронної векторної модуляції забезпечує симетрію форм вихідної напруги окремих інверторів та фазної напруги у системі у всьому діапазоні регулювання. Виконано моделювання процесів у шестифазній перетворювальній системі на базі чотирьох інверторів з гібридним керуванням.Предложено и проанализировано гибридное управление каскадно-связанными инверторами системы сдвоенного трёхфазного электропривода c асимметричным шестифазным асинхронным электродвигателем. Рассмотренные алгоритмы комбинированного регулирования и управления обеспечивают устранение напряжения нулевой последовательности в системе. Использование схемы синхронной векторной модуляции обеспечивает симметрию форм выходного напряжения отдельных инверторов и фазного напряжения в системе на всём диапазоне регулирования. Выполнено моделирование процессов в шестифазной преобразовательной системе на базе четырёх инверторов с гибридным управлением

Multiphase quad-inverter system with feedforward synchronous PWM and nonlinear voltage regulation

Abstract: This manuscript presents modified scheme of synchronous space-vector modulation allowing providing nonlinear dependences between the fundamental voltage and fundamental frequency of dual three-phase open-winding ac drive with four modulated inverters. Behavior of the system with six control modes (characterized by different dc-voltages and switching frequencies of inverters) and two nonlinear Voltage/Frequency ratios has been analyzed and simulated by the means of MATLAB-software

Basic schemes of synchronized pulsewidth modulation for cascaded inverters of drive system with two DC-sources

Continuous and discontinuous schemes of synchronized pulsewidth modulation (PWM) have been applied for control of an open-end winding motor drive fed by cascaded inverters supplied by two dc-sources with non-equal voltages. Simulations illustrate behavior of these systems with algorithms of synchronized PWM. Spectra of multilevel phase voltage of open-end winding motor drives with synchronized PWM do not contain even harmonics and sub-harmonics during the whole control range, which is especially important for the medium-power and high-power systems.Представлены результаты исследования и моделирования режимов работы системы электропривода на базе асинхронного электродвигателя с разомкнутыми обмотками, подключенными к сдвоенным инверторам напряжения с синхронной модуляцией непрерывного и прерывистого типа, питающихся от двух изолированных источников постоянного напряжения. Показано, что в спектре многоуровневого фазного напряжения подобных систем с алгоритмами синхронной широтно-импульсной модуляции на всем диапазоне регулирования отсутствуют четные гармоники и субгармоники, что представляется особенно важным для преобразовательных систем повышенной мощности.Представлено результати дослідження та моделювання режимів роботи системи eлектроприводу на базі асинхронного електродвигуна з розімкненими обмотками, які підключено до подвоєних інверторів напруги з синхронною модуляцією неперервного та пeреривчастого типу, що живляться від двох ізольованих джерел постійного струму. Показано, що у спектрі багаторівневої фазної напруги таких систем з алгоритмами синхронної широтно-імпульсної модуляції у всьому діапазоні регулювання відсутні парні гармоніки та субгармоніки, що є найважливішим для перетворювальних систем підвищеної потужност

Synchronous PWM control of four inverters feeding asymmetrical six-phase motor drive

Novel method of space-vector-based pulsewidth modulation (PWM) has been disseminated for synchronous control of four inverters feeding six-phase drive on the base of asymmetrical induction motor which has two sets of windings spatially shifted by 30 electrical degrees. Basic schemes of synchronized PWM, applied for control of four separate voltage source inverters, allow both continuous phase voltages synchronization in the system and required power sharing between DC-sources. Simulations show a behavior of sixphase system with continuous and discontinuous versions of synchronized PWM

Methods, Techniques, and Algorithms of Synchronous Multi-Zone Modulation of Signals of Voltage Source Inverters (literature review)

This publication provides a brief overview of the results of research work in the field of developing alternative methods, schemes, and algorithms of synchronous multi-zone modulation of signals of inverters of power con-version systems with reduced switching frequency of power switches. In particular, in the mentioned researches, the basic strategies, schemes, and algorithms of synchronous multi-zone modulation have been further devel-oped, modernized, modified, and disseminated in relation to new promising topologies of power conversion sys-tems, including: two-inverter-based electric drives with open windings of electrical motor; drive systems based on electric motor with two stator windings; dual three-phase electric drives of symmetrical and asymmetric type; five-phase power conversion systems, powerful six-phase systems based on four inverters, and two-inverter-based and three-inverter-based photovoltaic installations with multi-winding transformer. It is shown that the developed schemes and algorithms of synchronous space-vector modulation applied for control of inverter-based systems provide continuous synchronization and symmetry of the basic voltage waveforms of systems during the whole control range. It provides minimization of even harmonics and undesirable subharmonics (of the fundamental frequency) in spectra of the basic voltages of systems, leading to reducing of losses in systems and to increasing of its efficiency. Based on a comparative analysis of the integral spectral characteristics of the phase and line voltages of the systems, recommendations are formulated for the rational choice of schemes and algorithms of synchronous modulation for the relevant installations, depending on the modes of their operation

Dual three-phase multiinverter system controlled by specialized algorithms of synchronized PWM: MATLAB-based steady-state analysis

Algorithms of synchronized pulsewidth modulation (PWM), based on special space-vector-based control scheme (with the use of minimal number of voltage space vectors), have been applied for synchronous control of four neutral-point-clamped (NPC) inverters feeding six-phase (dual three-phase) drive on the base of asymmetrical open-end windings induction motor. It allows providing continuous synchronization and symmetry of the phase voltage of system during the whole control range for any ratio of voltage magnitudes of DC-sources, and for any configuration of DC-sources. Therefore, in this case four inverters of the system can be supplied by reduced number of insulated DC-sources (by one, or by two, or by three DC-sources instead of four DC-sources for standard system topology based on four two-level inverters). MATLAB-based simulations show behaviour of the system at steady-state control modes.Виконано дослідження системи шестифазного електропривода з асиметричним електродвигуном з розімкненими обмотками, який живиться від чотирьох інверторів з середньою точкою у колі джерела живлення, що регулюються на базі спеціалізованих алгоритмів синхронної векторної широтно-імпульсної модуляції (ШІМ). Зазначені алгоритми ШІМ, що базуються на використанні в схемі керування мінімальної кількості векторів напруги, можуть забезпечити безперервну синхронізацію та симетрію фазних напруг у системі в усьому діапазоні регулювання при будь-яких напругах джерел постійного струму і для будь-яких конфігурацій кіл джерел живлення. Зокрема, в даній топології системи можливе використання зменшеної кількості окремих джерел електроживлення (1-3 замість чотирьох, які використовуються у перетворювальних системах на базі 4-х стандартних дворівневих інверторів). Представлено результати математичного моделювання (на базі MATLAB) стаціонарних процесів у системі при різних алгоритмах синхронної ШІМ.Выполнено исследование системы шестифазного электропривода с асимметричным электродвигателем с разомкнутыми обмотками, питающимся от четырех инверторов со средней точкой в цепи источника питания, регулируемых на базе специализированных алгоритмов синхронной векторной широтно-импульсной модуляции (ШИМ). Указанные алгоритмы ШИМ, базирующиеся на использовании в схеме управления минимального числа векторов напряжения, позволяют обеспечить непрерывную синхронизацию и симметрию фазных напряжений в системе на всем диапазоне регулирования при любых напряжениях источников постоянного тока и для любых конфигураций цепи источников питания. В частности, в данной топологии системы возможно использование уменьшенного количества отдельных источников электропитания (возможно использовать от одного до трех источников, вместо четырех источников, используемых в преобразовательных системах на базе четырех стандартных двухуровневых инверторов). Приведены результаты математического моделирования (на базе MATLAB) стационарных процессов в системе при различных алгоритмах синхронной ШИМ

Dual inverters with synchronized PWM for photovoltaic generation

Analysis of operation of photovoltaic system on the base of dual inverters with synchronized pulsewidth modulation (PWM), supplied by two strings of photovoltaic panels and connected to a grid by a three-phase transformer with the open winding configuration on primary side, has been performed. Algorithms of synchronized PWM are based in this case on continuous control of the switching frequencies of two inverters as function of magnitude of the DC-links voltage, providing both continuous voltage synchronization in each inverter and in the load, and also an improvement of operation of photovoltaic systems during solar irradiance fluctuation.Выполнен анализ работы фотоэлектрической преобразовательной системы на базе сдвоенных инверторов напряжения с синхронной широтно-импульсной модуляцией (ШИМ), питающихся соответственно от двух фотоэлектрических панелей и связанных с сетью через трехфазный трансформатор с разомкнутыми обмотками на первичной стороне. Алгоритмы синхронной ШИМ базируются на регулировании частоты коммутации двух инверторов в функции амплитуды питающего напряжения, обеспечивая при этом как непрерывную синхронизацию фазных напряжений инверторов и нагрузки, так и повышение эффективности функционирования фотопреобразовательной системы при флюктуациях солнечного излучения