KR20160142185A - 5-레벨 anpc의 공통모드 전압 저감을 위한 svpwm 방법 - Google Patents

5-레벨 anpc의 공통모드 전압 저감을 위한 svpwm 방법 Download PDF

Info

Publication number
KR20160142185A
KR20160142185A KR1020150078211A KR20150078211A KR20160142185A KR 20160142185 A KR20160142185 A KR 20160142185A KR 1020150078211 A KR1020150078211 A KR 1020150078211A KR 20150078211 A KR20150078211 A KR 20150078211A KR 20160142185 A KR20160142185 A KR 20160142185A
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
voltage
case
common mode
anpc
link
Prior art date
Application number
KR1020150078211A
Other languages
English (en)
Other versions
KR101695091B1 (ko
Inventor
이동춘
리쿠억안
정윤철
Original Assignee
영남대학교 산학협력단
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 영남대학교 산학협력단 filed Critical 영남대학교 산학협력단
Priority to KR1020150078211A priority Critical patent/KR101695091B1/ko
Publication of KR20160142185A publication Critical patent/KR20160142185A/ko
Application granted granted Critical
Publication of KR101695091B1 publication Critical patent/KR101695091B1/ko

Links

Images

Classifications

    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02M—APPARATUS FOR CONVERSION BETWEEN AC AND AC, BETWEEN AC AND DC, OR BETWEEN DC AND DC, AND FOR USE WITH MAINS OR SIMILAR POWER SUPPLY SYSTEMS; CONVERSION OF DC OR AC INPUT POWER INTO SURGE OUTPUT POWER; CONTROL OR REGULATION THEREOF
    • H02M7/00—Conversion of ac power input into dc power output; Conversion of dc power input into ac power output
    • H02M7/42—Conversion of dc power input into ac power output without possibility of reversal
    • H02M7/44—Conversion of dc power input into ac power output without possibility of reversal by static converters
    • H02M7/48—Conversion of dc power input into ac power output without possibility of reversal by static converters using discharge tubes with control electrode or semiconductor devices with control electrode
    • H02M2001/0051—
    • H02M2001/123—

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Inverter Devices (AREA)

Abstract

본 발명은 스위칭에 다른 커패시터 전압의 변동을 줄임과 동시에, ANPC의 공통모드 전압을 저감하도록 하는 5-레벨 ANPC의 공통모드 전압 저감을 위한 SVPWM 방법에 관한 것으로, 2개의 직류링크 커패시터를 갖는 DC링크부와 3개의 레그로 구성되는 3-상 5-레벨 ANPC가 구비되고, 상기 각 레그는 복수개의 스위치와 플라잉 커패시터로 구성된 5-레벨 ANPC의 공통모드 전압 저감을 위한 SVPWM 방법에 있어서, PWM(Pulse Width Modulation) 인버터를 이용하여 공통모드 전압을 생성하고, 공간벡터를 이용하여 직류링크의 중성점 전압 및 상기 공통모드 전압을 제어한다. 따라서, 5-레벨 ANPC의 공통모드 전압의 크기를 직류링크 전압의 1/12로 저감 가능하고, 공간벡터의 선택에 따라 중성점 전압 제어 가능하고, 종래의 방법과 비교하여 총고조파 왜율(THD)이 증가하지 않으며, 종래의 방법과 비교하여 스위칭 손실이 증가하지 않으며 ANPC의 장점을 유지할 수 있다.

Description

5-레벨 ANPC의 공통모드 전압 저감을 위한 SVPWM 방법{SVPWM scheme for common-mode voltage reduction in five-level ANPC inverters}
본 발명은 5-레벨 ANPC의 공통모드 전압 저감을 위한 SVPWM(Space vector PWM : 공간벡터 PWM) 방법에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 중전압, 대용량 장치에서 사용되는 5-레벨 ANPC의 공통모드 전압 저감을 위한 SVPWM 방법에 관한 것이다.
전동기 구동 장치와 같은 전력변환 장치를 구성하는 PWM(Pulse Width Modulation)인버터로 인해 공통모드 전압(CMV: Common Mode Voltage)이 생성된다. 공통모드 전압은 누설전류의 한 원인이다. 중전압, 대용량 장치에서 사용되는 인버터의 경우 큰 누설전류가 흐를 가능성이 있다. 이는 시스템의 성능에 영향을 미칠 수 있으며 고장을 야기할 수도 있다.
종래의 2-레벨 인버터에 비해 큰 용량의 전력변환이 가능하며, 스위치의 손실 등의 문제를 해결할 수 있는 멀티레벨 인버터가 개발되었다. 멀티레벨 인버터는 전압의 출력을 나눔으로써 출력 전압을 정현파에 더 가깝게 구현할 수 있다. 스위칭 손실 또한 각 소자에 나누어지고, 이로 인해 스위칭 주파수를 증가할수록 높은 효율의 전력 변환을 구현 할 수 있다.
범용적으로 사용되는 멀티레벨 인버터는 neutral-point-clamped (NPC), flying capacitor (FC), cascaded H-bridge (CHB) 타입의 인버터이다. 이 중 NPC 타입의 인버터는 다른 토폴로지보다 구성이 간단하고, 제어가 비교적 쉽다는 장점이 있다. 하지만, 개별 스위치간의 손실차이가 생겨, 용량산정 및 방열 설계 등의 문제점을 가진다.
ANPC (Active neutral-point-clamped) 인버터는 종래의 NPC 토폴로지의 스위칭 소자간의 불균형적인 손실을 보상하기 위해 개발되었다. 따라서 NPC 인버터에 비해 출력전력 및 스위칭 주파수를 증가시킬 수 있다. 이러한 장점으로 인해 주로 중전압, 대용량의 발전기나 전동기의 구동에 사용된다.
일반적으로 기기를 구동하는데 사용하는 장치는 직류원, PWM 인버터 그리고 부하를 포함한다. PWM 인버터의 스위칭으로 인해 공통모드 전압이 발생한다. 공통모드 전압은 EMI(Electro Magnetic Interference: 전자파 간섭/장애)발생, 기기 내부의 절연파괴, 기기의 베어링의 누설전류 등의 원인이다.
공통모드 전압의 문제를 해결하기 위해 PWM 스위칭 패턴을 변경시켜 전압의 크기를 감소시키는 개발이 진행된 바 있다.
2레벨 인버터의 경우, 제로벡터를 이용하여 CMV의 피크 진폭을 줄이는 방법이 있다. NPC 타입의 3레벨 인버터의 경우 4가지 크기의(zero, large, medium, small)의 전압 벡터가 존재하는데 이 중 미디엄(medium)과 스몰(small) 벡터만을 이용하여 전압을 생성하여 CMV를 저감하는 방법이 개발된 바 있다.
여기에 더해 선택적인 스몰(small) 벡터와 라지(large) 벡터를 이용하여 직류링크 전압의 1/6 크기로 CMV를 저감한 방법 또한 개발된 바 있다. 이 방법의 경우 직류링크의 중성점 전압을 제어할 수 없고, THD(Total Harmonic Distortion)와 스위칭 손실이 증가하는 단점이 있다.
5레벨 NPC 인버터의 CMV 크기를 저감하는 방법이 발표된 바 있으나, 직류링크 전압제어가 불가능하여 실제 시스템에 적용하기 어렵다. 5레벨 ANPC의 경우에도 몇몇 방법이 제시되었지만 CMV의 크기는 직류링크 전압의 1/4로 공통모드 전압의 크기가 크다고 할 수 있다.
이와 같은 소프트웨어적인 해결방안 대신 추가적인 변압기를 사용하여 CMV를 제거한 경우가 있지만, 시스템의 크기와 중량이 커진다는 문제점이 있다.
대한민국 등록특허공보 제10-0300558호(2001년06월18일)
본 발명은 상술한 종래기술의 문제점을 극복하기 위한 것으로서, 스위칭에 따른 커패시터 전압의 변동을 줄임과 동시에, ANPC의 공통모드 전압을 저감하도록 하는 5-레벨 ANPC의 공통모드 전압 저감을 위한 SVPWM 방법을 제공하는 데에 그 목적이 있다.
상기 목적을 달성하기 위해 본 발명은, 2개의 직류링크 커패시터를 갖는 DC링크부와 3개의 레그로 구성되는 3-상 5-레벨 ANPC가 구비되고, 상기 각 레그는 복수개의 스위치와 플라잉 커패시터로 구성된 5-레벨 ANPC의 공통모드 전압 저감을 위한 SVPWM 방법에 있어서, PWM(Pulse Width Modulation) 인버터를 이용하여 공통모드 전압을 생성하고, 공간벡터를 이용하여 직류링크의 중성점 전압 및 상기 공통모드 전압을 제어하는 것을 특징으로 하는 5-레벨 ANPC의 공통모드 전압 저감을 위한 SVPWM 방법을 제공한다.
상기 공간벡터 PWM을 이용할 경우 3-상 5-레벨 ANPC 인버터는 3개의 레그의 출력에 따른 125개의 공간벡터를 가질 수 있다.
상기 공간벡터는 출력하고자 하는 전압의 위치에 따라 삼각형의 공간벡터가 선택되고, 각 삼각형의 꼭짓점에는 스위칭 함수가 표기되며, 중성점 전압 및 플라잉 커패시터 전압의 크기에 따라 스위칭 상태가 결정될 수 있다.
상기 각각의 레그는 5개의 서로 다른 출력전압과 8개의 스위칭 상태를 가질 수 있다.
스위칭 상태에 따라 중성점 전압 및 플라잉 커패시터 전압이 충-방전되되, 플라잉 커패시터 및 직류링크의 중성점에 흐르는 전류가 결정되며, 이를 이용하여 커패시터 전압을 제어할 수 있다.
직류링크의 중성점 전압의 변화에 따라 3가지중 하나의 공간벡터를 선택하여 전압을 출력하고, 케이스1은 55개의, 케이스2와 케이스3은 52개의 공간벡터를 가지되, 상기 케이스1은 CMV전압을 최소화하기 위한 벡터이고, 케이스2와 3은 직류링크 전압을 제어하기 위한 벡터인 것이 바람직하다.
상기 각각의 공간벡터는 스위칭 함수가 표기되며, 이에 따라 각 레그의 스위치가 동작할 수 있다.
직류링크의 중성점 전압의 변동이 기준 크기 이하일 경우는 케이스1의 공간벡터를 이용하여 전압을 출력하게 되고 CMV는 직류링크 전압(Vdc)의 ±1/12의 크기를 가질 수 있다.
중성점 전압의 변동이 일정전압 이상일 경우에는 전압의 변동이 양인 경우 그 크기를 줄일 수 있는 케이스3, 전압의 변동이 음일 경우 케이스2를 이용하되, 상기 케이스2의 CMV는 0에서 Vdc/6의 크기를 가지고, 상기 케이스3은 0에서 -Vdc/6의 크기를 가질 수 있다.
상기 케이스2와 3의 경우 각각 6개의 사다리꼴 모양의 벡터를 가지며, 이 경우 마주하고 있는 사다리꼴 모양 벡터의 2개의 스위칭함수를 이용하여 원하는 출력전압을 생성할 수 있다.
상기와 같이 구성된 본 발명에 따른 5-레벨 ANPC의 공통모드 전압 저감을 위한 SVPWM 방법에 의하면, 1) 5-레벨 ANPC의 공통모드 전압의 크기를 직류링크 전압의 1/12로 저감 가능하고, 2) 공간벡터의 선택에 따라 중성점 전압 제어 가능하고, 3) 종래의 방법과 비교하여 총고조파 왜율(THD)이 증가하지 않으며, 4) 종래의 방법과 비교하여 스위칭 손실이 증가하지 않으며, 5) ANPC의 장점을 유지할 수 있는 효과가 있다.
도 1a는 본 발명을 구현하기 위한 3-상 5레벨 ANPC 인버터를 나타낸 블록도,
도 1b는 도 1a의 3-상 5레벨 ANPC 인버터의 한 레그를 더욱 상세히 나타낸 블록도,
도 2는 일반적인 공간벡터 PWM을 이용할 경우 125개로 구분되는 공간벡터를 나타낸 도면,
도 3은 본 발명에 따른 5-레벨 ANPC의 공통모드 전압 저감을 위한 SVPWM 방법을 나타낸 순서도,
도 4a는 최소의 CMV를 갖는 케이스1을 나타낸 개념도,
도 4b는 중성점 전압 충전에 따른 케이스2를 나타낸 개념도,
도 4c는 중성점 전압 방전에 따른 케이스3을 나타낸 개념도,
도 5는 본 발명의 일실시예에 따른 전압 변조 지수(modulation index) 0.95 조건에서의 새로운 공간벡터 PWM 방법(케이스1)을 이용한 5-레벨 ANPC 인버터의 시뮬레이션 결과 그래프,
도 6은 본 발명의 일실시예에 따른 새로운 공간벡터 PWM 방법을 이용한 5-레벨 ANPC 인버터의 성능(케이스1, 케이스2)을 이용한 5-레벨 ANPC 인버터의 시뮬레이션 결과 그래프이다.
본 발명은 다양한 변형 및 여러 가지 실시예를 가질 수 있는바, 특정 실시예들을 도면에 예시하고 상세한 설명에 보다 상세하게 설명하고자 한다. 본 발명을 설명함에 있어서 관련된 공지 기술에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 흐릴 수 있다고 판단되는 경우 그 상세한 설명을 생략한다.
이하, 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부된 도면을 참조하여 상세히 설명하기로 한다.
도 1a는 본 발명을 구현하기 위한 3-상 5레벨 ANPC 인버터를 나타낸 블록도이고, 도 1b는 도 1a의 3-상 5레벨 ANPC 인버터의 한 레그를 더욱 상세히 나타낸 블록도이다.
본 발명의 기술적 과제를 이루기 위한 PWM 방법은 중성점 전압 및 공통모드 전압을 제어하기 위한 방법 및 공간벡터도(케이스 1,2,3)를 포함한다.
도 1a에 도시된 바와 같이, 본 발명을 구현하기 위하여, 2개의 직류링크 커패시터(19)를 갖는 DC링크부(14)와 3개의 레그(15)로 구성되는 3-상 5-레벨 ANPC(25)가 구비된다. 각 레그(15)는 도 1b에 보이는 바와 같이 8개의 스위치(S, S1c, S2, S2c, S3, S3c, S4, S4c)와 플라잉 커패시터(22)로 구성되며 직류링크와 연결된다. 여기서 n(17)은 직류링크의 중성점이라 한다.
일반적인 공간벡터 PWM을 이용할 경우 3-상 5-레벨 ANPC 인버터는 3개의 레그(15)의 출력에 따른 125개의 공간벡터를 가진다. 이를 도 2에 보인다.
도 2는 일반적인 공간벡터 PWM을 이용할 경우 125개로 구분되는 공간벡터를 나타낸 도면으로서, 도시된 바와 같이 출력하고자 하는 전압의 위치에 따라 삼각형의 공간벡터가 선택된다. 각 삼각형의 꼭짓점(28)에는 스위칭 함수가 표기되어 있으며, 중성점 전압 및 플라잉 커패시터 전압의 크기에 따라 스위칭 상태가 결정된다. 각각의 레그(15)는 5개의 서로 다른 출력전압과 8개의 스위칭 상태를 가지며, 이중 5-레벨 ANPC 1-래그의 스위칭 상태를 아래의 표 1에 나타내었다.
Figure pat00001
표 1에 나타난 바와 같이, 스위칭 상태에 따라 중성점 전압 및 플라잉 커패시터 전압이 충-방전 된다.
예를 들어 V5 혹은 V6의 스위칭 상태는 Vdc/4의 전압이 출력되는 상태이다. 이에 따라 플라잉 커패시터 및 직류링크의 중성점에 흐르는 전류가 결정되며, 이를 이용하여 커패시터 전압을 제어하게 된다.
일반적인 공간벡터 PWM을 이용할 경우 3-상 인버터의 CMV는 다음의 수학식 1과 같이 정의된다.
Figure pat00002
여기서 van, vbn, vcn은 각 상의 폴전압을 의미한다.
Figure pat00003
여기서 Sa, Sb, Sc는 표 2에서 볼 수 있는 0, 1, 2, 3, 4의 값을 가지는 스위칭 함수이다.
도 3은 본 발명에 따른 5-레벨 ANPC의 공통모드 전압 저감을 위한 SVPWM 방법을 나타낸 순서도이다. 여기서 vn은 직류링크의 중성점 전압이다. Δvn의 변화에 따라(41, 42) 3가지중 하나의 공간벡터를 선택하여 전압을 출력한다(30, 32, 34).
새로운 공간벡터 케이스1, 케이스2, 케이스3을 도 4a 내지 4c에 나타낸다. 여기서, 도 4a는 최소의 CMV를 갖는 케이스1, 도 4b는 중성점 전압 충전에 따른 케이스2, 도 4c는 중성점 전압 방전에 따른 케이스3을 나타낸다.
케이스1은 55개의, 케이스2와 케이스3은 52개의 공간벡터를 가진다. 케이스1은 CMV전압을 최소화하기 위한 벡터이고, 케이스2와 3은 직류링크 전압을 제어하기 위한 벡터이다. 각각의 공간벡터 또한 스위칭 함수가 표기되어 있으며, 이에 따라 각 레그의 스위치가 동작한다. vn과 Δvn은 다음의 수학식 3 및 4와 같이 정의된다.
Figure pat00004
Figure pat00005
직류링크의 중성점 전압이 일정하게 제어되고 있는 경우, 즉 전압의 변동이 일정 크기 이하일 경우는 케이스1의 공간벡터를 이용하여 전압을 출력하게 되고 CMV는 직류링크 전압(Vdc)의 ±1/12의 크기를 가진다.
중성점 전압의 변동이 일정전압 이상일 경우에는 전압의 변동이 양인 경우 그 크기를 줄일 수 있는 케이스3, 전압의 변동이 음일 경우 케이스2를 이용한다. 케이스2의 CMV는 0에서 Vdc/6의 크기를 가지고, 케이스3은 0에서 -Vdc/6의 크기를 가진다.
케이스2와 3의 경우 각각 6개의 사다리꼴 모양의 벡터를 가진다. 이 경우 2개의 스위칭 함수를 이용하여 원하는 출력전압을 생성한다. 예를 들어 도 4b의 VP1 영역의 경우 가장 내측에 있는 스위칭 함수인 431과 마주하고 있는 사다리꼴 모양 벡터의 스위칭함수 430을 이용한다. 스위칭 함수를 표1에서 확인할 수 있다.
본 발명에 따른 새로운 공간벡터 PWM 방법은 플라잉 커패시터 전압의 경우 일반적인 ANPC의 제어방법과 동일하게 사용가능하며, 스위칭 손실 및 THD 또한 동일하다.
따라서, 상기와 같이 구성된 본 발명에 따른 5-레벨 ANPC의 공통모드 전압 저감을 위한 SVPWM 방법에 의하면, 5-레벨 ANPC의 공통모드 전압의 크기를 직류링크 전압의 1/12로 저감 가능하고, 공간벡터의 선택에 따라 중성점 전압 제어 가능하고, 종래의 방법과 비교하여 총고조파 왜율(THD)이 증가하지 않으며, 종래의 방법과 비교하여 스위칭 손실이 증가하지 않으며, ANPC의 장점을 유지할 수 있다.
<실시예>
본 발명의 실시 예에 대하여 서술하고 그 결과에 대해 설명한다.
본 발명이 제시하는 공간벡터 PWM 방법을 이용한 5-레벨 ANPC 인버터의 공통모드 전압 저감 효과를 확인하기 위해 도 1과 같이 3-상 5-레벨 ANPC 멀티레벨 인버터를 전동기 구동 시스템에 적용하여 시뮬레이션 한 결과를 확인한다.
시뮬레이션 조건은 다음 표 2와 같다.
Figure pat00006
도 5는 전압 변조 지수(modulation index) 0.95 조건에서의 본 발명의 공간벡터 PWM 방법(케이스1)을 이용한 5-레벨 ANPC 인버터의 시뮬레이션 결과이다.
도시된 바와 같이, 직류링크 전압의 중성점의 변동은 직류링크 전압의 2% 인 12V이하로 제어되고 있으며, 따라서 케이스1의 공간벡터가 적용되고 있다. 도 5(a) 는 3상 전류이다. 도 5(b)와 (c)는 각각 선간전압과 폴전압을 나타낸다. 도 5(d) 는 공통모드전압(CMV)이며 직류링크 전압의 1/12인 50V로 출력되고 있다. 도 5(e) 는 기본파 전압에 따라 변하는 a상 레그의 S1과 S2의 스위칭 신호이다.
도 6은 본 발명의 공간벡터 PWM 방법을 이용한 5-레벨 ANPC 인버터의 성능 (case1, case2)을 나타낸 그래프이다.
도 6은 본 발명의 일실시예에 따른 케이스1과 케이스2가 적용되는 결과이다. 여기서, 도 6(a)는 직류링크 커패시터의 전압이다. 직류링크의 상단 커패시터와 하단 커패시터의 전압차의 평균값(Δvn)이 음으로 나타나므로 case2가 적용되고, 따라서 직류링크 커패시터의 전압이 동일하게 되도록 제어된다. 도 6(b)에는 플라잉 커패시터 전압을 보인다. 일정하게 제어되고 있음을 확인할 수 있다. 도 6(c)에 CMV를 보인다. 앞서 언급한 바와 같이 사용되는 공간벡터(케이스1,2,3)가 변화함에 따라서 변화한다. 도 6(d)는 직류링크 전압의 변화에 따른 케이스 변화를 보인다.
따라서, 상기 일실시예에 의하면, 본 발명의 5-레벨 ANPC의 공통모드 전압의 크기를 직류링크 전압의 1/12로 저감 가능하고, 공간벡터의 선택에 따라 중성점 전압 제어 가능하고, 종래의 방법과 비교하여 총고조파 왜율(THD)이 증가하지 않으며, 종래의 방법과 비교하여 스위칭 손실이 증가하지 않으며, ANPC의 장점을 유지할 수 있음을 확인할 수 있다.
본 명세서에 기재된 본 발명의 실시예와 도면에 도시된 구성은 본 발명의 가장 바람직한 실시예에 관한 것이고, 발명의 기술적 사상을 모두 포괄하는 것은 아니므로, 출원시점에 있어서 이들을 대체할 수 있는 다양한 균등물과 변형예들이 있을 수 있음을 이해하여야 한다. 따라서 본 발명은 상술한 실시예에 한정되지 아니하며, 청구범위에서 청구하는 본 발명의 요지를 벗어남이 없이 당해 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 누구든지 다양한 변형실시가 가능한 것은 물론이고, 그와 같은 변경은 청구범위 기재의 권리범위 내에 있게 된다.
14 : DC링크부
15 : 레그
19 : 직류링크 커패시터
22 : 플라잉 커패시터
25 : 3-상 5-레벨 ANPC

Claims (10)

  1. 2개의 직류링크 커패시터를 갖는 DC링크부와 3개의 레그로 구성되는 3-상 5-레벨 ANPC가 구비되고, 상기 각 레그는 복수개의 스위치와 플라잉 커패시터로 구성된 5-레벨 ANPC의 공통모드 전압 저감을 위한 SVPWM 방법에 있어서,
    PWM(Pulse Width Modulation) 인버터를 이용하여 공통모드 전압을 생성하고,
    공간벡터를 이용하여 직류링크의 중성점 전압 및 상기 공통모드 전압을 제어하는 것을 특징으로 하는 5-레벨 ANPC의 공통모드 전압 저감을 위한 SVPWM 방법.
  2. 제 1항에 있어서,
    상기 공간벡터가 PWM을 이용할 경우 3-상 5-레벨 ANPC 인버터는 3개의 레그(15)의 출력에 따른 125개의 공간벡터를 가지는 것을 특징으로 하는 5-레벨 ANPC의 공통모드 전압 저감을 위한 SVPWM 방법.
  3. 제 1항에 있어서,
    상기 공간벡터는 출력하고자 하는 전압의 위치에 따라 삼각형의 공간벡터가 선택되고, 각 삼각형의 꼭짓점에는 스위칭 함수가 표기되며, 중성점 전압 및 플라잉 커패시터 전압의 크기에 따라 스위칭 상태가 결정되는 것을 특징으로 하는 5-레벨 ANPC의 공통모드 전압 저감을 위한 SVPWM 방법.
  4. 제 1항에 있어서,
    상기 각각의 레그는 5개의 서로 다른 출력전압과 8개의 스위칭 상태를 가지는 것을 특징으로 하는 5-레벨 ANPC의 공통모드 전압 저감을 위한 SVPWM 방법.
  5. 제 1항에 있어서,
    스위칭 상태에 따라 중성점 전압 및 플라잉 커패시터 전압이 충-방전되되,
    플라잉 커패시터 및 직류링크의 중성점에 흐르는 전류가 결정되며, 이를 이용하여 커패시터 전압을 제어하게 되는 것을 특징으로 하는 5-레벨 ANPC의 공통모드 전압 저감을 위한 SVPWM 방법.
  6. 제 1항에 있어서,
    직류링크의 중성점 전압의 변화에 따라 3가지중 하나의 공간벡터를 선택하여 전압을 출력하고, 케이스1은 55개의, 케이스2와 케이스3은 52개의 공간벡터를 가지되,
    상기 케이스1은 CMV전압을 최소화하기 위한 벡터이고, 케이스2와 3은 직류링크 전압을 제어하기 위한 벡터인 것을 특징으로 하는 5-레벨 ANPC의 공통모드 전압 저감을 위한 SVPWM 방법.
  7. 제 1항에 있어서,
    상기 각각의 공간벡터는 스위칭 함수가 표기되며, 이에 따라 각 레그의 스위치가 동작하는 것을 특징으로 하는 5-레벨 ANPC의 공통모드 전압 저감을 위한 SVPWM 방법.
  8. 제 1항에 있어서,
    직류링크의 중성점 전압의 변동이 기준 크기 이하일 경우는 케이스1의 공간벡터를 이용하여 전압을 출력하게 되고 CMV는 직류링크 전압(Vdc)의 ±1/12의 크기를 가지는 것을 특징으로 하는 5-레벨 ANPC의 공통모드 전압 저감을 위한 SVPWM 방법.
  9. 제 1항에 있어서,
    중성점 전압의 변동이 일정전압 이상일 경우에는 전압의 변동이 양인 경우 그 크기를 줄일 수 있는 케이스3, 전압의 변동이 음일 경우 케이스2를 이용하되,
    상기 케이스2의 CMV는 0에서 Vdc/6의 크기를 가지고, 상기 케이스3은 0에서 -Vdc/6의 크기를 가지는 것을 특징으로 하는 5-레벨 ANPC의 공통모드 전압 저감을 위한 SVPWM 방법.
  10. 제 1항에 있어서,
    상기 케이스2와 3의 경우 각각 6개의 사다리꼴 모양의 벡터를 가지며, 이 경우 마주하고 있는 사다리꼴 모양 벡터의 2개의 스위칭함수를 이용하여 원하는 출력전압을 생성하는 것을 특징으로 하는 5-레벨 ANPC의 공통모드 전압 저감을 위한 SVPWM 방법.
KR1020150078211A 2015-06-02 2015-06-02 5-레벨 anpc의 공통모드 전압 저감을 위한 svpwm 방법 KR101695091B1 (ko)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020150078211A KR101695091B1 (ko) 2015-06-02 2015-06-02 5-레벨 anpc의 공통모드 전압 저감을 위한 svpwm 방법

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020150078211A KR101695091B1 (ko) 2015-06-02 2015-06-02 5-레벨 anpc의 공통모드 전압 저감을 위한 svpwm 방법

Publications (2)

Publication Number Publication Date
KR20160142185A true KR20160142185A (ko) 2016-12-12
KR101695091B1 KR101695091B1 (ko) 2017-01-10

Family

ID=57574171

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020150078211A KR101695091B1 (ko) 2015-06-02 2015-06-02 5-레벨 anpc의 공통모드 전압 저감을 위한 svpwm 방법

Country Status (1)

Country Link
KR (1) KR101695091B1 (ko)

Cited By (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN108023493A (zh) * 2017-12-28 2018-05-11 徐州中矿大传动与自动化有限公司 碳化硅逆变器共模电压幅值减小的方法和装置
CN110048627A (zh) * 2019-04-03 2019-07-23 北京交通大学 无共模电压的多电平逆变器的调制方法
KR20200120265A (ko) * 2019-04-12 2020-10-21 엘에스일렉트릭(주) 인버터 장치
CN113037111A (zh) * 2021-02-25 2021-06-25 安徽大学绿色产业创新研究院 一种变流器空间矢量调制方法
CN113037110A (zh) * 2021-02-25 2021-06-25 安徽大学绿色产业创新研究院 一种五电平逆变器中点电压控制方法
CN114389473A (zh) * 2021-12-27 2022-04-22 武汉理工通宇新源动力有限公司 一种三相两电平逆变器svpwm调制中抑制共模电压的方法

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH0646569A (ja) * 1992-07-23 1994-02-18 Nishishiba Electric Co Ltd Ｎｐｃインバータ
US5936856A (en) * 1998-02-13 1999-08-10 Baldor Electric Companh Method and apparatus for active common-mode voltage compensation in induction motor systems
KR100300558B1 (ko) 1999-08-25 2001-11-01 설승기 엔피씨 인버터에서 커먼 모드 전압 억제를 위한 펄스 폭 변조방법
KR20130110288A (ko) * 2012-03-29 2013-10-10 엘에스산전 주식회사 인버터의 직류링크 커패시터 진단장치

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH0646569A (ja) * 1992-07-23 1994-02-18 Nishishiba Electric Co Ltd Ｎｐｃインバータ
US5936856A (en) * 1998-02-13 1999-08-10 Baldor Electric Companh Method and apparatus for active common-mode voltage compensation in induction motor systems
KR100300558B1 (ko) 1999-08-25 2001-11-01 설승기 엔피씨 인버터에서 커먼 모드 전압 억제를 위한 펄스 폭 변조방법
KR20130110288A (ko) * 2012-03-29 2013-10-10 엘에스산전 주식회사 인버터의 직류링크 커패시터 진단장치

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
Wang Yue et al., Research on DC Capacitor Voltage self Balancing Space Vector Modulation Strategy of Five Level NPC converter, 2014 APEC IEEE. *

Cited By (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN108023493A (zh) * 2017-12-28 2018-05-11 徐州中矿大传动与自动化有限公司 碳化硅逆变器共模电压幅值减小的方法和装置
CN110048627A (zh) * 2019-04-03 2019-07-23 北京交通大学 无共模电压的多电平逆变器的调制方法
CN110048627B (zh) * 2019-04-03 2020-09-22 北京交通大学 无共模电压的多电平逆变器的调制方法
KR20200120265A (ko) * 2019-04-12 2020-10-21 엘에스일렉트릭(주) 인버터 장치
CN113037111A (zh) * 2021-02-25 2021-06-25 安徽大学绿色产业创新研究院 一种变流器空间矢量调制方法
CN113037110A (zh) * 2021-02-25 2021-06-25 安徽大学绿色产业创新研究院 一种五电平逆变器中点电压控制方法
CN113037111B (zh) * 2021-02-25 2022-05-31 安徽大学绿色产业创新研究院 一种变流器空间矢量调制方法
CN114389473A (zh) * 2021-12-27 2022-04-22 武汉理工通宇新源动力有限公司 一种三相两电平逆变器svpwm调制中抑制共模电压的方法

Also Published As

Publication number Publication date
KR101695091B1 (ko) 2017-01-10

Similar Documents

Publication Publication Date Title
Rahim et al. Transistor-clamped H-bridge based cascaded multilevel inverter with new method of capacitor voltage balancing
Renge et al. Five-level diode clamped inverter to eliminatecommon mode voltage and reduce $ dv/dt $ inmedium voltage rating induction motor drives
Xing et al. Space-Vector-Modulated Method for Boosting and Neutral Voltage Balancing in $ Z $-Source Three-Level T-Type Inverter
Shang et al. A space-vector modulation method for common-mode voltage reduction in current-source converters
KR101695091B1 (ko) 5-레벨 anpc의 공통모드 전압 저감을 위한 svpwm 방법
Shakweh et al. Assessment of medium voltage PWM VSI topologies for multi-megawatt variable speed drive applications
CN110247567B (zh) 一种三电平变流器低共模电压控制方法及系统
Kou et al. Overdistention operation of cascaded multilevel inverters
Reddy et al. An SVPWM scheme for the suppression of zero-sequence current in a four-level open-end winding induction motor drive with NestedRectifier–inverter
Seo et al. A study of common mode voltage generation according to modulation methods and reduction strategies on MMC system
Sajadian et al. Three-phase DC-AC converter with five-level four-switch characteristic
Ebrahimi et al. A five-level nested diode-clamped converter for medium-voltage applications
Babu et al. Cascaded two-level inverter-based multilevel static VAr compensator using 12-sided polygonal voltage space vector modulation
Moon et al. MPC-SVM method with subdivision strategy for current ripples reduction and neutral-point voltage balance in three-level inverter
Korhonen et al. Hybrid five-level T-type inverter
Uddin et al. Recent advances in common mode voltage mitigation techniques based on mpc
Maswood et al. High power multilevel inverter with unity PF front-end rectifier
Cai et al. DC-bus voltage balancing for three-level NPC inverter using deadbeat controller
Bahrami et al. Capacitor voltage balancing of a nested T-type four-level inverter using space vector modulation
Korhonen et al. Five-level inverter with a neutral point connection and a flying capacitor
KR101312589B1 (ko) 멀티레벨 인버터 및 그 인버터의 구동 방법
Tian et al. A space vector modulation method for common-mode voltage reduction in nested neutral point clamped inverter
Rasheed et al. Performance studies of three-phase cascaded H-Bridge and Diode-Clamped multilevel inverters
Sarkar et al. Performance Improved Multi-Level OEIM Drive With Voltage Boost Through Unequal Levels
Pires et al. Three-phase multilevel inverter based on LeBlanc transformer

Legal Events

Date Code Title Description
A201 Request for examination
E902 Notification of reason for refusal
E701 Decision to grant or registration of patent right
GRNT Written decision to grant
FPAY Annual fee payment

Payment date: 20200103

Year of fee payment: 4