Concise Modulation Strategies for F

Concise Modulation Strategies for Four-Leg
Voltage Source Inverters
Olorunfemi Ojo, Senior Member, IEEE, and Parag M. Kshirsagar, Student Member, IEEE
Abstract—The continuous, discontinuous pulse-width modulation
(PWM) schemes and a novel space vector modulation
methodology are proposed in this paper for four-leg dc-ac inverters.
Using a space vector definition that includes the zero
sequence voltage component and partitioning the feasible sixteen
modes into two separate sets—one set having zero sequence
voltages with positive magnitudes and the other set with negative
magnitudes—the novel Space vector implementation technique is
determined as also the discontinuous carrier based PWM scheme.
For the continuous carrier based PWM scheme, the indeterminate
defining output voltage equations expressed in terms of the
existence functions of the switching devices are solved using an
optimization technique. The modulation schemes determined are
shown by experimental results to synthesis any desirable balanced
or unbalanced three-phase voltage sets when operating in the
linear modulation region.
Index Terms—Continuous, dc/ac, discontinuous, linear modulation,
PWM, space vector modulation, three-phase voltage.
I. INTRODUCTION
STAND-ALONEthree-phasepowersupplies with highwaveform
quality and performance are increasingly required for
critical applications such as military and medical equipment,
satellite earth station, large scale computer systems, distributed
power systems, and for rural electrification schemes in remote locations.
In viewof the possible imbalances in the loads which are
becoming nonlinear, four-leg dc/ac inverters are recommended,
especially in applications where the neutrals of the loads are
accessible. In certain applications, front-end three-phase diode
rectifiers fed from a generator or alternative energy sources, such
as solar systems, fuel-cells or battery banks provides the input dc
source to the four-legged inverter. It is nowstandard procedure to
ensure voltage, current regulation or power quality improvement
(mitigation of harmonics, etc.) through either pulse-width modulation
or space vector inverter control schemes. A space vector
modulation scheme fashioned after the classical qdo stationary
reference frame space vector methodology has been proposed
and shown by computer simulations to be capable of balancing
load voltages and improve current quality [1]–[3], [6]. In viewof
the alleged inability of the well-known 3 3 abc-qdo stationary
reference transformation to reflect the fourth degree of freedom
that the four inverter legs provide in the modeling of the four-leg
Manuscript received September 30, 2002; revised May 13, 2003. This
work was supported in part by the Office of Naval Research under Grant
N00014-01-1-0909. Recommended by Associate Editor F. Blaabjerg.
The authors are with the Department of Electrical and Computer Engineering,
Laboratory for Electric Machines and Power Electronics, Center for
Electric Power, Tennessee Technological University, Cookeville, TN 38505,
USA (e-mail: [e-mail]).
Digital Object Identifier 10.1109/TPEL.2003.820546
Fig. 1. Circuit topology of four-leg dc/ac inverter.
inverters, a rather complicated 4 4 or quad stationary reference
frame transformation has been proposed for inverter modeling
which, with synchronous reference frame controllers, is used to
experimentally showcase the possibility of voltage regulation
under nonlinear or unbalanced three-phase load conditions [4],
[5].
The paper contributes to the development of both the space
vector and carrier-based modulation schemes for the four-leg
dc/ac inverters. The definition of the problem permits the use of
the classical qdo transformations; however, unlike the classical
space vector where the zero sequence voltages are ignored, they
are used here for calculating the turn-on times of the devices.With
theexpressionsfor thetimesthedevices are turnedonforadesired
voltage set, the expressions for the discontinuous modulation
signals for the devices are determined. Various discontinuous
modulation schemes for three-phase inverters have been investigated
[7]–[10]. Furthermore, using the inverter voltage equations
expressed in terms of the existence functions of the devices
and an optimization methodology based on Moore–Penrose
inverse, the expressions for the modulating signals constituting
the carrier-based continuous PWM for all the eight switching
devices are explicitly determined. The methodologies proposed
for determining the carrier-based and space vector modulation
set forth are considered to be novel and are extendable for the
determination of modulation schemes for other current or voltage
source converters including the multi-level and converters with
reduced component counts (minimalist converters).
II. CONTINUOUS PWM MODULATION
Fig. 1 shows the circuit topology of the four-leg voltage
source dc/ac inverter in which the fourth leg, in general is connected
through an impedance to the neutral of the three-phase
load which could be unbalanced or/and nonlinear. The turn-on
and turn-off sequences of a switching transistor are represented
by an existence function which has a value of unity when it
is turned on and becomes zero when it is off. In general, an
existence function of a two-level converter is represented by
0885-8993/04$20.00 © 2004 IEEE
OJO AND KSHIRSAGAR: CONCISE MODULATION STRATEGIES 47
, and d and where i represents the load
phase to which the device is connected, and j signifies top (p)
and bottom (n) device of the inverter leg. Hence,
which take values of zero or unity, are respectively the existence
functions of the top device and bottom device of
the inverter leg which is connected to phase “a” load [11], [13].
The load voltage equations expressed in terms of the existence
functions and input dc voltage are given as
(1)
In equations in (1), are the desired phase voltages
of the load, and the phase voltage of the neutral impedance connected
to the fourth leg is . The voltage between a reference
‘o’ of the inverter and the neutral of the load is denoted by . In
order to prevent short-circuiting the dc source and thereby not violate
the Kirchoff’s voltage law, and cannot be turned on
at the same time. Hence, Kirchoff’s lawconstraints the existence
function such that . After an algebraic manipulation,
with due considerations given to the constraints imposed by
the voltage Kirchoff’s law, equations in (1) reduce to
(2)
It is desired to determine the expressions for the four from
equations in (2) given the phase voltages .
Since there are three linear independent equations to be solved
to determine expressions for four unknown existence functions,
these equations are under-determined. In view of this indeterminacy,
there is an infinite number of solutions which are obtained
by various optimizing performance functions defined in
terms of the existence functions. For a set of linear indeterminate
equations expressed as AX = Y, a solution which minimizes
the sum of squares of the variable X is obtained using
the Moore-Penrose inverse [12]. The solution is given as
. The solutions for the minimization of the sum
of the squares of the four existence functions (equivalently, this
is the maximization of the inverter output-input voltage gain),
i.e., subject to the constraints in equations
in (2) are given as [12]
(3)
where
are the continuous PWM modulation signals for the top
devices of the four inverter legs. These signals are compared
with a high frequency triangle carrier waveform (ranging from
to ) to generate the PWM switching pulses for the base
drives of the switching .
III. SPACE VECTOR PWM
Respecting the Kirchoff’s voltage law, which implies that
the top and bottom switching devices of an inverter leg cannot
be turned on at the same time, there are 16 feasible switching
modes of the four-leg inverter which are enumerated in
Table I [2]. The stationary reference frame qdo voltages of the
switching modes are expressed in the complex variable form
as
(4)
Using the phase to reference voltages , and
for each switching mode and equations in (2), the components of
the stationary reference frame given in (5) are also shown
in Table I
(5)
It is evident from Table I that the 16 switching modes can
be divided into three broad divisions. Modes ka and kb
have the same q and d axis voltages;
however the values of the zero sequence voltages for modes
ka are negative and those of kb are positive. Modes 7 and 8
are two null states while modes 9 and 10 are states with zero
qd components having zero sequence voltages of opposite
magnitude signs. We propose a space vector methodology
based on the partitioning of modes a and b as shown in Fig. 2,
where null states 7, 8, 9, and 10 are common to both. Since the
inverters are used in systems with unbalanced and/or nonlinear
loads, the zero sequence voltages for the switching modes must
be included in the calculations and are therefore reflected in
Fig. 2. In Fig. 2(a), the zero sequence voltages of the active
modes are positive while they are negative in Fig. 2(b). In the
sequel, Fig. 2(a) will be referred to as the positive (p) sequence
space vector while Fig. 2(b) is the negative (n) space vector.
In classical space vector technique, a reference voltage
located within the six sectors of the complex space vector in
Fig. 2 is approximated instantaneously by time-averaging of six
vectors comprising of two adjacent active switching modes and
the two null modes 0, 7 over the PWM sampling period ,
which is much less than the period of the reference signal [1].
However, for the four-leg inverter, the reference voltage is approximated
by time-averaging six switching modes comprising
of the two active modes which are adjacent to the reference ,
and the four null voltage modes 7, 8, 9, and 10.
To realize a reference in sector I, switching
modes 1, 2, 7, 8, 9, 10 with voltages
are time-averaged while
for another reference voltage in Sector V, s

ผลลัพธ์ (ไทย) 1:

กลยุทธ์เอ็มกระชับ 4 ขาอินเวอร์เตอร์แหล่งแรงดันสมาชิก Olorunfemi Ojo อาวุโส IEEE และ Parag M. Kshirsagar นักเรียนสมาชิก IEEEนามธรรม — เอ็มอย่างต่อเนื่อง ไม่ต่อเนื่องชีพจรความกว้างแผนงาน (PWM) และพื้นที่นวนิยายเวกเตอร์เอ็มวิธีการที่มีการนำเสนอในเอกสารนี้สำหรับอินเวอร์เตอร์ dc-ac 4 ขาใช้ข้อกำหนดเวกเตอร์พื้นที่ที่มีศูนย์การลำดับแรงดันส่วนประกอบและการแบ่งพาร์ทิชันหกเป็นไปได้โหมดเป็นสองชุดที่แยกต่างหากซึ่งชุดหนึ่งมีลำดับเป็นศูนย์แรงดันบวก magnitudes และอื่น ๆ ที่มีค่าลบmagnitudes ซึ่งเป็นเทคนิคการนำเวกเตอร์พื้นที่ที่นวนิยายกำหนดเป็นยัง ผู้ขนส่งไม่ต่อเนื่องจากแผนงาน PWMบริษัทขนส่งอย่างต่อเนื่องตามแผนงาน PWM ที่ไม่ทราบแน่ชัดกำหนดสมการแรงดันไฟฟ้าผลลัพธ์ที่แสดงในรูปของการมีแก้ไขโดยใช้ฟังก์ชันการมีอยู่ของอุปกรณ์สลับการเทคนิคการเพิ่มประสิทธิภาพการ มีแผนงานเอ็มที่กำหนดแสดงผลการทดลองการสังเคราะห์ใด ๆ ประกอบสมดุลหรือจำนวนชุดแรงดัน 3 เฟสเมื่อปฏิบัติการในการเอ็มเชิงภูมิภาคคำดัชนีแบบต่อเนื่อง dc/ac เอ็มไม่ต่อเนื่อง เส้นPWM เอ็มเวกเตอร์พื้นที่ แรงดันไฟฟ้า 3 เฟสI. บทนำขาตั้ง-ALONEthree-phasepowersupplies กับ highwaveformคุณภาพและประสิทธิภาพจำเป็นมากสำหรับโปรแกรมประยุกต์ที่สำคัญเช่นอุปกรณ์ทางทหาร และทางการแพทย์ดาวเทียมสถานีโลก ระบบคอมพิวเตอร์ขนาดใหญ่ กระจายพลังงานระบบ และ สำหรับแผนไฟฟ้าชนบทในพื้นที่ห่างไกลใน viewof สมดุลได้ในปริมาณที่กลายเป็นไม่เชิงเส้น แนะนำอินเวอร์เตอร์ dc/ac 4 ขาโดยเฉพาะอย่างยิ่งในโปรแกรมประยุกต์ที่มีอักขระปกติของโหลดสามารถเข้าถึง ในโปรแกรมประยุกต์บางโปรแกรม ไดโอด 3 เฟสเวอร์rectifiers เลี้ยงจากการเครื่องกำเนิดไฟฟ้าหรือแหล่งพลังงานทดแทน เช่นระบบพลังงานแสงอาทิตย์ เซลล์เชื้อเพลิง หรือแบตเตอรี่ ธนาคารให้ dc อินพุตแหล่งที่มากับเครื่องแปลงกระแสไฟฟ้าแบบ 4 ขา เป็น nowstandard ขั้นตอนต่อไปแรงดันไฟฟ้า ปัจจุบันระเบียบ หรือปรับปรุงคุณภาพไฟฟ้า(ลดปัญหาของนิคส์ ฯลฯ) ผ่านเอ็มทั้งความกว้างพัลส์หรือแผนงานการควบคุมอินเวอร์เตอร์เวกเตอร์พื้นที่ เวกเตอร์พื้นที่แบบโครงร่างเอ็มหลัง qdo คลาสสิกเครื่องเขียนมีการเสนอวิธีการเวกเตอร์พื้นที่กรอบอ้างอิงและแสดง โดยจำลองคอมพิวเตอร์สามารถดุลโหลดแรงดัน และปรับปรุงคุณภาพปัจจุบัน [1] – [3], [6] ใน viewofไม่ถูกกล่าวหา 3 3 รู้จักเขียน abc qdoการแปลงการอ้างอิงถึงสี่องศาความเป็นอิสระที่ขาอินเวอร์เตอร์สี่ให้โมเดลของขา 4ฉบับที่ 30 กันยายน 2002 ได้รับ แก้ไข 13 พฤษภาคม 2003 นี้งานรับการสนับสนุนบางส่วนจากสำนักงานของกองทัพเรืองานวิจัยภายใต้ทุนN00014-01-1-0909 แนะนำ โดยทีมบรรณาธิการ F. Blaabjergผู้เขียนมีแผนกไฟฟ้าและวิศวกรรมคอมพิวเตอร์ห้องปฏิบัติการเครื่องจักรไฟฟ้าและอิเล็กทรอนิกส์กำลัง ศูนย์มหาวิทยาลัยเทคโนโลยีพลังงานไฟฟ้า เทนเนสซี Cookeville, TN 38505สหรัฐอเมริกา (อีเมล์: [e-mail])ตัวระบุวัตถุดิจิตอล 10.1109/TPEL.2003.820546Fig. 1 โครงสร้างวงจรของเครื่องแปลงกระแสไฟฟ้า dc/ac 4 ขาอินเวอร์เตอร์ 4 4 ค่อนข้างซับซ้อน หรืออ้างอิงกับรูปสี่เหลี่ยมแปลงเฟรมได้รับการเสนอชื่อสำหรับโมเดลเครื่องแปลงกระแสไฟฟ้าซึ่ง มีการอ้างอิงแบบซิงโครนัสเฟรมตัวควบคุม ใช้ในการแสดงความเป็นไปได้ของแรงดันไฟฟ้า experimentallyภายใต้โหลด 3 เฟสสมดุล หรือไม่เชิงเส้นเงื่อนไข [4],[5]กระดาษจัดสรรเพื่อพัฒนาทั้งพื้นที่เวกเตอร์และโครงร่างตามบริษัทขนส่งเอ็มขา 4อินเวอร์เตอร์ dc/ac คำจำกัดความของปัญหาช่วยให้การใช้แปลง qdo คลาสสิก อย่างไรก็ตาม ไม่เหมือนที่คลาสสิกเวกเตอร์พื้นที่ที่ศูนย์ลำดับแรงดันจะถูกละเว้น พวกเขาจะใช้ที่นี่สำหรับการคำนวณเวลา turn-on ของอุปกรณ์ ด้วยtheexpressionsfor thetimesthedevices เป็น turnedonforadesiredตั้งค่าแรงดันไฟฟ้า นิพจน์สำหรับเอ็มไม่ต่อเนื่องมีกำหนดสัญญาณสำหรับอุปกรณ์ ต่าง ๆ ที่ไม่ต่อเนื่องมีการตรวจสอบโครงร่างเอ็มอินเวอร์เตอร์ 3 เฟส[7] – [10] นอกจากนี้ ใช้สมการแรงดันไฟฟ้าอินเวอร์เตอร์แสดงในรูปของฟังก์ชันที่มีอยู่ในอุปกรณ์และวิธีการปรับให้เหมาะสมตามมัวร์ – Penroseนิพจน์สำหรับการเกี่ยวเพิ่มผกผัน ที่สัญญาณ พ.ศ.2542การใช้บริษัทขนส่งต่อเนื่อง PWM สำหรับแปดที่สลับอุปกรณ์มีกำหนดอย่างชัดเจน วิธีการนำเสนอในการผู้ขนส่งตามกำหนด และเอ็มเวกเตอร์พื้นที่ชุดมาจะถือเป็นนวนิยายและมีขยายในตัวกำหนดโครงร่างเอ็มกระแสหรือแรงดันอื่น ๆแปลงแหล่งรวมหลายระดับและแปลงกับส่วนลดนับ (มินิมัลลิสต์แปลง)เอ็ม PWM II อย่างต่อเนื่องFig. 1 แสดงโครงสร้างวงจรของแรงดันไฟฟ้า 4 ขาแหล่งเครื่องแปลงกระแสไฟฟ้า dc/ac ที่ขา 4 โดยทั่วไปมีการเชื่อมต่อผ่านความต้านทานการกลางของ 3 เฟสโหลดซึ่งอาจจะไม่สมดุลย์ หรือ / และไม่เชิงเส้น Turn-onและมีแสดงลำดับการเปิดปิดเร็วของทรานซิสเตอร์สลับโดยฟังก์ชันการมีอยู่ซึ่งมีค่าของความสามัคคีเมื่อนั้นเปิดอยู่ และจะ เป็นศูนย์เมื่อถูกปิด ทั่วไป การมีฟังก์ชันแปลงสองระดับจะถูกแสดงด้วย0885-8993/04$ 20.00 © 2004 IEEEOJO และ KSHIRSAGAR: เอ็มกระชับกลยุทธ์ 47และ d และที่ฉันแสดงโหลดขั้นตอนการเชื่อมต่ออุปกรณ์ และเจหมายถึงด้านบน (p)และด้านล่างขาอินเวอร์เตอร์อุปกรณ์ (n) ดังนั้นซึ่งมีค่าเป็นศูนย์หรือความสามัคคี มีอยู่ตามลำดับหน้าที่ของอุปกรณ์ด้านบนและล่างอุปกรณ์ขาเครื่องแปลงกระแสไฟฟ้าที่เชื่อมต่อกับระยะ "a" โหลด [11], [13]สมการแรงดันโหลดที่แสดงในรูปของการดำรงอยู่ฟังก์ชันและแรงดันไฟฟ้า dc อินพุตให้เป็น(1)แรงดันเฟสต้องมีสมการใน (1),โหลด และระยะแรงต้านทานกลางเชื่อมต่อเพื่อสี่ ขาได้ แรงดันไฟฟ้าระหว่างการอ้างอิง' โอเครื่องแปลงกระแสไฟฟ้าและเป็นกลางของการใช้งานสามารถระบุโดย ในสั่งการป้องกัน short-circuiting แหล่ง dc และละเมิดจึงไม่แรงดันของ Kirchoff กฎหมาย และไม่ได้เปิดในเวลาเดียวกัน ดังนั้น lawconstraints ของ Kirchoff ดำรงอยู่ฟังก์ชันที่ หลังจากจัดการการพีชคณิตมีข้อควรพิจารณาถึงข้อจำกัดที่กำหนดโดยกฎหมายของ Kirchoff แรง สมการใน (1) ลดการ(2)มันจะต้องกำหนดนิพจน์สำหรับ 4 จากสมการ (2) ให้แรงดันเฟสเนื่องจากมี 3 สมการอิสระเชิงเส้นได้รับการแก้ไขการกำหนดนิพจน์สำหรับสี่ชาติไม่รู้จักฟังก์ชันสมการเหล่านี้ถูกกำหนดภายใต้ มุมมองนี้ indeterminacyมีจำกัดจำนวนของโซลูชั่นซึ่งจะได้รับโดยประสิทธิภาพประสิทธิภาพฟังก์ชันต่าง ๆ ในเงื่อนไขของฟังก์ชันมีอยู่ สำหรับชุดของเส้นไม่ทราบแน่ชัดสมการที่แสดงเป็น AX = Y โซลูชั่นที่ช่วยลดผลรวมของกำลังสองของตัวแปร X ได้รับใช้ผกผัน Penrose มัวร์ [12] โซลูชันได้รับเป็น. โซลูชั่นสำหรับการลดของผลรวมยกกำลังสองของฟังก์ชันมีอยู่สี่ (equivalently นี้เป็น maximization ของเครื่องแปลงกระแสไฟฟ้าแรงดันอินพุตผลกำไร),นั่นคือ ภายใต้ข้อจำกัดในสมการใน (2) จะได้รับ [12](3)ซึ่งมีสัญญาณเอ็ม PWM อย่างต่อเนื่องบนอุปกรณ์ขาอินเวอร์เตอร์สี่ มีการเปรียบเทียบสัญญาณเหล่านี้มีความถี่สูงสามเหลี่ยมขนส่งรูปคลื่น (ตั้งแต่กะพริบกับสร้าง PWM สลับเสาไดรฟ์ของสลับIII. SPACE VECTOR PWMRespecting ของ Kirchoff แรงดันกฎหมาย ซึ่งหมายถึงการที่ด้านบนและล่างสลับอุปกรณ์ของเลกอินเวอร์เตอร์ไม่เปิดในเวลาเดียวกัน มี 16 สลับเป็นไปได้โหมดของอินเวอร์เตอร์สี่ขาที่ระบุในตารางผม [2] แรงดัน qdo เฟรมอ้างอิงกับของสลับโหมดจะแสดงในแบบฟอร์มตัวแปรเชิงซ้อนเป็น(4)ใช้เฟสกับแรงดันอ้างอิง และสำหรับแต่ละการสลับโหมด และสมการ (2) ส่วนประกอบของนอกจากนี้ยังแสดงเฟรมอ้างอิงกับที่กำหนดใน (5)ในตารางผม(5)จะเห็นได้จากตารางที่ 16 สลับโหมดสามารถฉันสามารถแบ่งออกเป็นสามส่วนกว้าง โหมด ka และ kbมีคำถามเดียวกันและแรงดันแกน dอย่างไรก็ตาม ค่าของศูนย์ลำดับแรงดันสำหรับโหมดka เป็นค่าลบ และบรรดา kb มีค่าเป็นบวก โหมดที่ 7 และ 8มีอเมริกาเป็น null สองโหมด 9 และ 10 มีอเมริกากับศูนย์ส่วนคิวดีสวีตที่มีแรงดันของลำดับเป็นศูนย์ตรงข้ามขนาดป้าย เราเสนอวิธีเวกเตอร์พื้นที่ตามการแบ่งพาร์ทิชันของโหมด และ b ดังใน Fig. 2ที่อเมริกาเป็น null 7, 8, 9, 10 และใช้กันทั่วไปทั้ง เนื่องจากการอินเวอร์เตอร์ที่ใช้ในระบบที่มีสมดุล หรือไม่เชิงเส้นต้องการศูนย์ลำดับแรงดันสำหรับโหมดสลับโหลดรวมในการคำนวณ และดังนั้นจึงสะท้อนออกมาในFig. 2 ใน Fig. 2(a) ศูนย์ลำดับแรงดันใช้งานอยู่โหมดจะบวกในขณะที่จะลบใน Fig. 2(b) ในภาค Fig. 2(a) จะอ้างถึงเป็นลำดับบวก (p)เวกเตอร์พื้นที่ขณะ Fig. 2(b) เวกเตอร์พื้นที่เชิงลบ (n)ในเทคนิคเวกเตอร์พื้นที่คลาสสิก แรงอ้างอิงตั้งอยู่ภายในภาค 6 เวกเตอร์พื้นที่ซับซ้อนในFig. 2 เป็นเลียนแบบ instantaneously โดยเวลาหาค่าเฉลี่ยของ 6ประกอบด้วยเวกเตอร์สองติดโหมดสลับใช้งานอยู่ และสอง null โหมด 0, 7 ช่วงสุ่ม PWMซึ่งได้มากน้อยกว่าระยะเวลาของสัญญาณอ้างอิง [1]อย่างไรก็ตาม สำหรับอินเวอร์เตอร์สี่ขา แรงดันไฟฟ้าอ้างอิงจะเลียนแบบโดยเวลาหาค่าเฉลี่ย 6 สลับโหมดที่ประกอบด้วยวิธีใช้งานอยู่สองที่มีการอ้างอิงและสี่ null โหมดแรงดัน 7, 8, 9 และ 10ตระหนักถึงการอ้างอิงในภาคฉัน สลับโหมด 1, 2, 7, 8, 9, 10 กับแรงดันมีเวลา averaged ขณะสำหรับแรงดันไฟฟ้าอ้างอิงอื่นในเซกเตอร์ V, s

ผลลัพธ์ (ไทย) 2:

กระชับกลยุทธ์ Modulation สำหรับสี่ขา
แรงดันไฟฟ้าที่มาอินเวอร์เตอร์
Olorunfemi Ojo อาวุโสสมาชิกอีอีอีเอ็มและ Parag Kshirsagar, Student เป็นสมาชิกอีอีอี
บทคัดย่อ-อย่างต่อเนื่องชีพจรกว้างต่อเนื่อง
(PWM) รูปแบบและพื้นที่นวนิยายเวกเตอร์การปรับ
วิธีการเป็น นำเสนอในบทความนี้สำหรับอินเวอร์เตอร์สี่ขา dc-AC.
การใช้คำนิยามเวกเตอร์พื้นที่ที่มีศูนย์
องค์ประกอบแรงดันลำดับและแบ่งไปได้สิบหก
โหมดเป็นสองชุดหนึ่งแยกชุดมีศูนย์ลำดับที่
แรงดันไฟฟ้าที่มีขนาดบวกและชุดอื่น ๆ ที่มี เชิงลบ
เคาะ-เวกเตอร์พื้นที่นวนิยายเทคนิคการดำเนินงานที่ถูก
กำหนดให้เป็นผู้ให้บริการยังไม่ต่อเนื่องตามโครงการ PWM.
สำหรับผู้ให้บริการอย่างต่อเนื่องตามโครงการ PWM, คลุมเครือ
กำหนดสมการแรงดันขาออกแสดงในแง่ของ
ฟังก์ชั่นการดำรงอยู่ของอุปกรณ์สวิตชิ่งจะแก้ไขได้โดยใช้
การเพิ่มประสิทธิภาพ เทคนิค การปรับแผนการกำหนดจะ
แสดงโดยผลการทดลองการสังเคราะห์ใด ๆ ที่พึงประสงค์ที่สมดุล
หรือไม่สมดุลแรงดันไฟฟ้าสามเฟสชุดเมื่อการดำเนินงานใน
ภูมิภาคการปรับเชิงเส้น.
ดัชนีข้อตกลงต่อเนื่อง, dc / AC, ต่อเนื่อง, การปรับเส้น
PWM พื้นที่การปรับเวกเตอร์สาม แรงดันไฟฟ้า -phase.
I. บทนำ
STAND-ALONEthree-phasepowersupplies highwaveform กับ
คุณภาพและประสิทธิภาพจะต้องมากขึ้นสำหรับ
การใช้งานที่สำคัญเช่นทหารและอุปกรณ์ทางการแพทย์
ที่สถานีดาวเทียมภาคพื้นดินระบบคอมพิวเตอร์ขนาดใหญ่กระจาย
ระบบพลังงานและรูปแบบการใช้พลังงานไฟฟ้าในชนบทในสถานที่ห่างไกล.
ใน viewof ที่เป็นไปได้ ความไม่สมดุลในการโหลดที่มีการ
กลายเป็นเชิงเส้นสี่ขา dc / อินเวอร์เตอร์ AC มีการแนะนำ
โดยเฉพาะอย่างยิ่งในการใช้งานที่เว้นโหลดจะ
สามารถเข้าถึงได้ ในการใช้งานบางอย่าง Front-end ไดโอดสามเฟส
rectifiers ป้อนจากเครื่องกำเนิดไฟฟ้าหรือแหล่งพลังงานทางเลือกเช่น
ระบบพลังงานแสงอาทิตย์เซลล์เชื้อเพลิงหรือธนาคารแบตเตอรี่ให้อินพุต dc
แหล่งที่อินเวอร์เตอร์สี่ขา มันเป็นขั้นตอนที่จะ nowstandard
ให้แน่ใจว่าแรงดันกฎระเบียบในปัจจุบันหรือการปรับปรุงคุณภาพไฟฟ้า
(ลดดนตรี, ฯลฯ ) ผ่านชีพจรกว้างอย่างใดอย่างหนึ่ง
หรือพื้นที่เวกเตอร์แผนการควบคุมอินเวอร์เตอร์ ปริภูมิเวกเตอร์
โครงการปรับ fashioned หลังจากที่คลาสสิก qdo นิ่ง
กรอบอ้างอิงพื้นที่เวกเตอร์วิธีการได้รับการเสนอ
และการแสดงโดยแบบจำลองคอมพิวเตอร์จะต้องมีความสามารถในการสร้างความสมดุลระหว่าง
แรงดันไฟฟ้าโหลดและการปรับปรุงคุณภาพในปัจจุบัน [1] - [3] [6] ใน viewof
ไร้ความสามารถที่ถูกกล่าวหาจากที่รู้จักกันดี 3 3 abc-qdo นิ่ง
เปลี่ยนแปลงการอ้างอิงไปยังสะท้อนให้เห็นถึงการศึกษาระดับปริญญาที่สี่ของเสรีภาพ
ที่สี่ขาให้อินเวอร์เตอร์ในการสร้างแบบจำลองของสี่ขา
ต้นฉบับที่ได้รับ 30 กันยายน 2002; แก้ไขวันที่ 13 พฤษภาคม 2003 นี้
ได้รับการสนับสนุนการทำงานในส่วนของสำนักงานวิจัยนาวีภายใต้แกรนท์
N00014-01-1-0909 แนะนำโดยบรรณาธิการเอฟ Blaabjerg.
ผู้เขียนกับกรมวิศวกรรมไฟฟ้าและคอมพิวเตอร์,
ห้องปฏิบัติการสำหรับเครื่องใช้ไฟฟ้าและอิเล็กทรอนิกส์กำลังศูนย์
ไฟฟ้า, เทคโนโลยีมหาวิทยาลัยเทนเนสซี, คุกวิลล์, เทนเนสซี 38505,
สหรัฐอเมริกา (E-mail: jojo @ tntech.edu).
ระบุวัตถุดิจิตอล 10.1109 / TPEL.2003.820546
รูป 1. โครงสร้างรอบสี่ขา dc / อินเวอร์เตอร์ AC.
อินเวอร์เตอร์ที่ค่อนข้างซับซ้อน 4 4 หรือรูปสี่เหลี่ยมอ้างอิงนิ่ง
เปลี่ยนแปลงกรอบได้รับการเสนอสำหรับการสร้างแบบจำลองอินเวอร์เตอร์
ที่มีตัวควบคุมกรอบอ้างอิงซิงโครที่ใช้ในการ
ทดลองแสดงเป็นไปได้ของการควบคุมแรงดันไฟฟ้า
ภายใต้การเชิงเส้นหรือไม่สมดุลสามเฟสเงื่อนไขการโหลด [4]
[5].
กระดาษก่อให้เกิดการพัฒนาของทั้งสองพื้นที่
เวกเตอร์และการปรับแผนการให้บริการที่ใช้สำหรับสี่ขา
dc / อินเวอร์เตอร์ AC ความหมายของปัญหาของการอนุญาตให้ใช้
แปลง qdo คลาสสิก; แต่แตกต่างจากคลาสสิก
ปริภูมิเวกเตอร์ที่แรงดันไฟฟ้าที่เป็นศูนย์ลำดับจะถูกละเลยพวกเขา
จะใช้ในการคำนวณที่นี่เพื่อเปิดในช่วงเวลาของ devices.With
theexpressionsfor thetimesthedevices จะ turnedonforadesired
ชุดแรงดันการแสดงออกสำหรับการปรับต่อ
สัญญาณสำหรับอุปกรณ์ที่มีความมุ่งมั่น . ต่อเนื่องต่างๆ
ปรับแผนการสำหรับอินเวอร์เตอร์สามเฟสได้รับการตรวจสอบ
[7] - [10] นอกจากนี้โดยใช้สมการแรงดันไฟฟ้าอินเวอร์เตอร์
ที่แสดงออกในแง่ของฟังก์ชั่นการดำรงอยู่ของอุปกรณ์
และวิธีการเพิ่มประสิทธิภาพบนพื้นฐานของมัวร์เพนโรส-
ผกผันการแสดงออกสำหรับสัญญาณเลต constituting
ผู้ให้บริการอย่างต่อเนื่องตาม PWM สำหรับทุกแปดเปลี่ยน
เป็นอุปกรณ์ที่กำหนดอย่างชัดเจน . วิธีการที่นำเสนอ
ในการกำหนดผู้ให้บริการที่ใช้และการปรับปริภูมิเวกเตอร์
ที่กำหนดไว้จะถือว่าเป็นนวนิยายและสามารถต่อสัญญาได้
กำหนดรูปแบบการปรับกระแสหรือแรงดันไฟฟ้าอื่น ๆ
รวมทั้งแหล่งที่มาแปลงหลายระดับและตัวแปลงที่มี
การนับส่วนประกอบที่ลดลง (แปลงที่เรียบง่าย ).
ครั้งที่สอง อย่างต่อเนื่อง PWM ในการปรับ
รูป 1 แสดงโครงสร้างวงจรของแรงดันสี่ขา
แหล่ง dc / AC อินเวอร์เตอร์ที่สี่ขาโดยทั่วไปมีการเชื่อมต่อ
ผ่านความต้านทานจะเป็นกลางของสามเฟส
โหลดซึ่งอาจจะไม่สมดุลและ / หรือไม่เป็นเชิงเส้น เปิดเครื่องขึ้น
และเปิดปิดลำดับของทรานซิสเตอร์สลับเป็นตัวแทน
โดยฟังก์ชั่นการดำรงอยู่ซึ่งมีมูลค่าของความสามัคคีเมื่อมัน
เปิดอยู่และจะกลายเป็นศูนย์เมื่อมีการปิด โดยทั่วไป
การดำรงอยู่ของฟังก์ชั่นแปลงสองระดับเป็นตัวแทนจาก
0885-8993 / 04 $ 20.00 © 2004 IEEE
OJO และ KSHIRSAGAR: การปรับกลยุทธ์กระชับ 47
และ d และสถานที่ที่ฉันแสดงให้เห็นถึงภาระ
ขั้นตอนที่อุปกรณ์เชื่อมต่อและ เจหมายบน (P)
และด้านล่าง (n) อุปกรณ์ขาอินเวอร์เตอร์ ดังนั้นการ
ที่จะใช้ค่าของศูนย์หรือความสามัคคีเป็นลำดับการดำรงอยู่ของ
ฟังก์ชั่นของอุปกรณ์ด้านบนและด้านล่างของอุปกรณ์
ขาอินเวอร์เตอร์ซึ่งเป็นขั้นตอนที่เชื่อมต่อกับ "โหลด" [11], [13].
สมการแรงดันโหลดแสดงในแง่ การดำรงอยู่ของ
ฟังก์ชั่นและการป้อนแรงดันไฟฟ้ากระแสตรงจะได้รับเป็น
(1)
ในสมการ (1) มีแรงดันไฟฟ้าที่ต้องการขั้นตอน
ของการโหลดและแรงดันไฟฟ้าเฟสของความต้านทานที่เป็นกลางที่เชื่อมต่อ
กับขาที่สี่คือ แรงดันไฟฟ้าระหว่างอ้างอิง
'O' ของอินเวอร์เตอร์และเป็นกลางของโหลดจะเขียนแทนด้วย ใน
เพื่อป้องกันการลัดวงจร dc แหล่งที่มาและจึงไม่เป็นการละเมิด
กฎหมายของแรงดันไฟฟ้า Kirchoff และไม่สามารถที่จะเปิด
ในเวลาเดียวกัน ดังนั้น lawconstraints Kirchoff การดำรงอยู่ของ
ฟังก์ชั่นดังกล่าวว่า หลังจากที่จัดการเกี่ยวกับพีชคณิต
กับการพิจารณาเนื่องจากได้รับข้อ จำกัด ที่กำหนดโดย
กฎหมาย Kirchoff แรงดันไฟฟ้าของสมการ (1) ลด
(2)
มันเป็นที่ต้องการที่จะตรวจสอบการแสดงออกสำหรับสี่จาก
สมการ (2) ได้รับแรงดันไฟฟ้าเฟส
เนื่องจากมีสามสมการเชิงเส้นที่เป็นอิสระที่จะแก้ไข
เพื่อตรวจสอบการแสดงออกสี่ฟังก์ชั่นการดำรงอยู่ไม่รู้จัก
สมการเหล่านี้จะอยู่ภายใต้การกำหนด ในมุมมองของกำหนดนี้
มีจำนวนอนันต์ของการแก้ปัญหาที่จะได้รับ
จากการเพิ่มประสิทธิภาพการปฏิบัติงานฟังก์ชั่นต่าง ๆ ที่กำหนดไว้ใน
แง่ของการทำงานการดำรงอยู่ สำหรับชุดของไม่แน่นอนเชิงเส้น
สมการแสดงเป็น AX = Y, การแก้ปัญหาซึ่งช่วยลด
ผลรวมของสี่เหลี่ยมของตัวแปร X จะได้รับใช้
-มัวร์เพนโรสผกผัน [12] การแก้ปัญหาจะได้รับเป็น
โซลูชั่นสำหรับการลดของจำนวนเงิน
ของสี่เหลี่ยมของสี่ฟังก์ชั่นการดำรงอยู่ (เท่านี้
เป็นสูงสุดของการเพิ่มแรงดันไฟฟ้าอินพุตเอาต์พุตอินเวอร์เตอร์)
กล่าวคือภายใต้ข้อ จำกัด ในสมการ
ใน (2) จะได้รับเป็น [12 ]
(3)
ที่
มีสัญญาณการปรับ PWM อย่างต่อเนื่องบน
อุปกรณ์ของสี่ขาอินเวอร์เตอร์ สัญญาณเหล่านี้จะเทียบ
กับผู้ให้บริการรูปแบบของคลื่นสามเหลี่ยมความถี่สูง (ตั้งแต่
ไป) เพื่อสร้าง PWM เปลี่ยนพัลส์สำหรับฐาน
ไดรฟ์ของการเปลี่ยน.
III ปริภูมิเวกเตอร์ PWM
เคารพกฎหมายแรงดัน Kirchoff ซึ่งหมายความว่า
ด้านบนและด้านล่างเปลี่ยนอุปกรณ์ขาอินเวอร์เตอร์ไม่สามารถ
ที่จะเปิดในเวลาเดียวกันมี 16 เป็นไปได้เปลี่ยน
รูปแบบของอินเวอร์เตอร์สี่ขาที่มีการระบุใน
ตาราง [ 2] กรอบอ้างอิงนิ่ง qdo แรงดันไฟฟ้าของ
โหมดการเปลี่ยนจะแสดงในรูปแบบตัวแปรที่ซับซ้อน
เป็น
(4)
การใช้เฟสแรงดันไฟฟ้าอ้างอิงและ
สำหรับแต่ละโหมดการเปลี่ยนและสมการใน (2) ส่วนประกอบของ
กรอบอ้างอิงนิ่งที่ให้ไว้ใน ( 5) จะแสดง
ในตารางที่ฉัน
(5)
จะเห็นได้จากตารางที่สลับโหมด 16 สามารถ
แบ่งออกเป็นสามฝ่ายในวงกว้าง โหมด ka กิโลและ
มีคิวเดียวกันและแรงดันไฟฟ้าที่แกน d;
แต่ค่าของลำดับศูนย์แรงดันไฟฟ้าสำหรับโหมด
ka เป็นลบและของกิโลไบต์เป็นบวก โหมดที่ 7 และ 8
เป็นสองรัฐในขณะที่โหมด null 9 และ 10 เป็นรัฐที่มีศูนย์
ส่วนประกอบ QD มีแรงดันไฟฟ้าที่เป็นศูนย์ลำดับตรงข้าม
สัญญาณขนาด เราเสนอวิธีเวกเตอร์พื้นที่
ขึ้นอยู่กับการแบ่งพาร์ทิชันของโหมด A และ B ดังแสดงในรูป 2
null รัฐที่ 7, 8, 9, 10 และอยู่ร่วมกันทั้ง ตั้งแต่
อินเวอร์เตอร์ที่ใช้ในระบบที่มีความไม่สมดุลและ / หรือไม่เป็นเชิงเส้น
โหลดลำดับศูนย์สำหรับแรงดันไฟฟ้าสลับโหมดต้อง
ถูกรวมอยู่ในการคำนวณและจะสะท้อนให้เห็นจึงอยู่ใน
รูป 2. ในรูป 2 () แรงดันไฟฟ้าที่เป็นศูนย์ลำดับของการใช้งาน
โหมดเป็นบวกในขณะที่พวกเขาเป็นเชิงลบในรูป 2 (ข) ในการ
สืบเนื่องรูป 2 () จะเรียกว่าเป็นบวก (P) ลำดับ
เวกเตอร์พื้นที่ในขณะที่รูป 2 (ข) เป็นลบ (n) เวกเตอร์พื้นที่.
ในเทคนิคเวกเตอร์พื้นที่คลาสสิกแรงดันอ้างอิง
ที่ตั้งอยู่ในภาคหกของพื้นที่ซับซ้อนเวกเตอร์ใน
รูป 2 เป็นห้วงทันทีโดยเวลาเฉลี่ยหก
เวกเตอร์ประกอบด้วยสองโหมดการสลับการใช้งานที่อยู่ติดกันและ
สองโหมด null 0, 7 ในช่วงระยะเวลาการสุ่มตัวอย่าง PWM,
ซึ่งเป็นมากน้อยกว่าช่วงเวลาของสัญญาณอ้างอิง [1].
อย่างไรก็ตามสำหรับ อินเวอร์เตอร์สี่ขา, แรงดันอ้างอิงเป็นห้วง
เวลาโดยเฉลี่ยหกโหมดสลับประกอบ
ของทั้งสองโหมดการใช้งานที่มีความใกล้เคียงกับการอ้างอิง
และสี่โหมดแรงดันไฟฟ้า null 7, 8, 9, 10 และ
ตระหนักถึงการอ้างอิง ในภาคฉันเปลี่ยน
โหมด 1, 2, 7, 8, 9, 10 กับแรงดันไฟฟ้า
เป็นเวลาเฉลี่ยในขณะที่
แรงดันอ้างอิงอื่นในภาค V, S

ผลลัพธ์ (ไทย) 3:

กลยุทธ์การปรับกระชับ 4 ขา

olorunfemi แหล่งจ่ายแรงดันอินเวอร์ๆ รุ่นพี่สมาชิก , IEEE , กลับเมตร และ kshirsagar , สมาชิก , นักเรียน , IEEE
บทคัดย่อ ต่อเนื่อง ไม่ต่อเนื่องการปรับความกว้างของคลื่น
( PWM ) โครงร่างและนวนิยายเวกเตอร์เอฟเอ็ม
วิธีการนำเสนอในกระดาษนี้สี่ขา
ใช้ AC DC อินเวอร์เตอร์ ปริภูมิเวกเตอร์ที่ประกอบด้วยศูนย์
นิยามส่วนแรงดันลำดับและแยกโหมด 16
เป็นไปได้ออกเป็นสองแยกชุดหนึ่งชุดมีศูนย์ลำดับ
แรงดันไฟฟ้าที่มีขนาดบวกและชุดอื่น ๆลบ
ขนาดเทคนิคการนำเวกเตอร์นิยาย
กำหนดยังเป็นพาหะนำความโครงการตาม .
สำหรับผู้ให้บริการอย่างต่อเนื่อง PWM แบบทอดยอด
ตามกำหนดแรงดันสมการแสดงในแง่ของ
มีอยู่การทำงานของอุปกรณ์สวิตช์จะแก้ไขโดยใช้
เพิ่มประสิทธิภาพเทคนิค การปรับโครงร่างที่กำหนดจะแสดงโดยการทดลองสังเคราะห์

สามเฟสสมดุลย์หรือสมดุลที่พึงประสงค์ใด ๆตั้งค่าแรงดันเมื่อปฏิบัติการในภูมิภาคปรับเส้น
.
ดัชนีเงื่อนไขอย่างต่อเนื่อง , DC / AC , ไม่ต่อเนื่อง ,เชิงเส้นเอฟเอ็ม
PWM พื้นที่เวกเตอร์เอฟเอ็มภาคไฟฟ้า ผมแนะนำ

ยืน alonethree phasepowersupplies ที่มีคุณภาพและประสิทธิภาพยิ่งขึ้น highwaveform

อย่างที่จำเป็นสำหรับการใช้งานทางทหารและอุปกรณ์ทางการแพทย์ , สถานี
โลกผ่านดาวเทียม , ระบบคอมพิวเตอร์ขนาดใหญ่ระบบกระจายพลังงาน
และแผนรับมือในสถานที่ห่างไกล
ใน viewof ไม่สมดุลที่สุดในโหลดที่
เป็นเส้น สี่ขา DC / AC อินเวอร์เตอร์จะแนะนำโดยเฉพาะอย่างยิ่งในการใช้งานที่สื่อ

ของโหลดที่สามารถเข้าถึงได้ ในการใช้งานบางระบบสามเฟส , ไดโอด rectifiers
เลี้ยงจากเครื่องกำเนิดหรือแหล่งพลังงานทางเลือกเช่น
เป็นระบบแสงอาทิตย์ เซลล์เชื้อเพลิง หรือธนาคารแบตเตอรี่มีอินพุต DC
แหล่งสี่ขาอินเวอร์เตอร์ มันเป็นขั้นตอน nowstandard

ให้แรงดันไฟฟ้า , ระเบียบปัจจุบัน หรือการพัฒนาคุณภาพไฟฟ้า ( บรรเทาผลกระทบของฮาร์มอนิก ฯลฯ ) ผ่านทั้งการปรับความกว้างของคลื่น
หรือปริภูมิเวกเตอร์อินเวอร์เตอร์ควบคุมโครงร่าง เวกเตอร์พื้นหลังรูปแบบการมอดูเลตแบบ

qdo คลาสสิกเวกเตอร์กรอบอ้างอิง ) วิธีการได้รับการเสนอ
และแสดงโดยจำลองคอมพิวเตอร์สามารถที่จะสมดุล
โหลดแรงดันและปรับปรุงปัจจุบันคุณภาพ [ 1 ] และ [ 2 ] , [ 3 ] ใน viewof
ผู้ต้องหาไม่สามารถของที่รู้จักกันดี 3 ABC qdo เครื่องเขียน
อ้างอิงการเปลี่ยนแปลงเพื่อสะท้อนให้เห็นถึงระดับที่สี่ของเสรีภาพ
ที่ 4 ขา ให้อินเวอร์เตอร์ในแบบของสี่ขา
ต้นฉบับได้รับ 30 กันยายน 2545 ; แก้ไข 13 พฤษภาคม 2003 นี้
งานสนับสนุน ในส่วนของสำนักงานวิจัยกองทัพเรือภายใต้สิทธิ์
n00014-01-1-0909 . แนะนำโดยผู้ช่วยบรรณาธิการ . blaabjerg .
นักเขียนกับภาควิชาวิศวกรรมไฟฟ้าและคอมพิวเตอร์
ปฏิบัติการเครื่องจักรไฟฟ้าและอิเล็กทรอนิกส์ไฟฟ้า , ศูนย์
ไฟฟ้า มหาวิทยาลัยเทคโนโลยีเทนเนสซี คุกวิลล์ , เทนเนสซี , 38505
, USA ( E-mail : โจโจ้ @
tntech . edu )ดิจิตอลระบุวัตถุ 10.1109 / tpel . 2003.820546
รูปที่ 1 วงจรแบบสี่ขา DC / AC อินเวอร์เตอร์ อินเวอร์เตอร์ค่อนข้างซับซ้อน 4
,
4 Quad หรือเครื่องเขียนอ้างอิงกรอบการแปลงได้รับการเสนอสำหรับอินเวอร์เตอร์แบบ
กรอบอ้างอิงซึ่งมีซิงโครคอนโทรลเลอร์ ใช้แสดงความเป็นไปได้ของ

โดยการควบคุมแรงดันไฟฟ้าภายใต้เส้นหรือไม่สมดุลสามเฟสโหลดเงื่อนไข [ 4 ] ,
[ 5 ] .
กระดาษมีส่วนช่วยในการพัฒนาทั้งพื้นที่และการปรับรูปแบบเวกเตอร์ผู้ให้บริการตาม

สำหรับสี่ขา DC / AC อินเวอร์เตอร์ นิยามของปัญหา อนุญาตให้ใช้ในการแปลง qdo
คลาสสิก แต่แตกต่างเวกเตอร์คลาสสิก
ที่ศูนย์ดับแรงดันไฟฟ้าจะถูกละเว้น พวกเขา
จะใช้ที่นี่เพื่อคำนวณเวลาเปิดของอุปกรณ์ ด้วย

theexpressionsfor thetimesthedevices เป็น turnedonforadesired แรงดันตั้ง การแสดงออกเพื่อความดู
สัญญาณสําหรับอุปกรณ์ที่กำหนดไว้ ต่าง ๆขาดตอน
ปรับระบบสามเฟสอินเวอร์เตอร์ได้ทำการศึกษา
[ 7 ] - [ 10 ] นอกจากนี้ การใช้กระแสไฟฟ้าแรงดันไฟฟ้าสมการ