6-Anahtarlı 3-Seviyeli Eviricide Uzay Vektör Darbe Genişlik Modülasyon Tekniğinin Uygulaması

Abstract

Uzay vektör darbe genişlik modülasyonu (UVDGM) tekniği bu çalışma ile 6-anahtarlı 3-seviyeli evirici üzerinde denenmiştir. Evirici topolojisinde 6 adet IGBT yarıiletken anahtar kullanılarak eviricinin her bir çıkış uçlarına çift sarımlı bobinler bağlanmıştır. Bobin gerilimlerinin kullanılmasıyla 6 anahtar ile 3 seviyeli evirici elde edilmiştir. Bulanık mantık denetleyici ile yarıiletken anahtarların çalışması için gerekli sinyaller üretilmiştir. Bu sinyaller, uzay vektör darbe genişlik modülasyon tekniği ile üretilmiştir. Kullanılan modülasyon tekniği ile çıkış akımı harmonik bileşenlerinin azaltılması amaçlanmıştır. Benzetim çalışmalarında RLC yük kullanılarak evirici performansı incelenmiştir. Yükteki harmonik değerler Fast Fourier Transform (FFT) ile analiz edilmiştir. Akımda oluşan toplam harmonik bozulma (THD) miktarlarının % 1.1 - % 1.5 değerleri arasında olduğu tespit edilmiştir. Bu değerler istenilen sonuca başarıyla ulaşıldığını göstermiştir. 

Keywords

• Uzay vektör darbe genişlik modülasyonu
• 6-anahtarlı 3-seviyeli evirici
• Çift sarımlı bobin
• RLC Yük

An Application of Space Vector Pulse Width Modulation Technique on 6-Switched 3-Level Inverter

Abstract

The space vector pulse width modulation (SVPWM) technique was tested on 6-switched 3-level inverter by this study. 6 IGBT semiconductor switches were used in inverter topology and coupled inductors were used in the output stage of the inverter. 6-switched 3-level inverter was obtained using inductors voltages. With using fuzzy logic controller the required switching signals were generated. SVPWM technique was used to produce these signals. It was aimed to reduction of output current’s harmonic components with used modulation technique. The inverter performance was investigated using RLC load in simulation studies. Load harmonic values were analyzed by fast fourier transform (FFT) and it was observed the harmonic amounts in the current. The fact that the resulting harmonics contain very low values has shown that the desired result was achieved successfully. 

Keywords

• Space vector pulse width modulation
• 6-switched 3-level inverter
• Coupled inductor
• RLC load

References

1. Nabae A., Takahashi I., Akagi H. IEEE Transactions on Industry Applications17(5) (1981) 518-523.
2. Lai J. S., Peng F. Z. IEEE Transactions on Industry Applications32(3) (1996) 509-517.
3. Teodorescu R., Baabjerg F., Pedersen J. K., Cengelci E., Sulistijo S.U. Multilevel converters-a Survey.Proceedings of the 8th European Conference on Power Electronics and Aplications (EPE’99), (1999).
4. Lewis E. A., Shakweh Y., Assessment of medium tage PWM VSI topologies for multimegawatt variable speed drives a lications, IEEE 30th Annual Conference on Power Electronics Specialist, PESC’99, (1999), 965-971.
5. Li L., Czarkowski D., Liu Y., Pillay P., Multilevel Space Vector PWM Technique Based on Phase-Shift Harmonic Su ression, A lied Power Electronics Conference and Exposition. APEC 2000. Fifteenth Annual IEEE, (2000), 535-541.
6. Hava A. M., Kerkman R. J., Lipo T. A., IEEE Transactions on Power Electronics,14: (1999), 49-61.
7. Tuncer S., Uzay Vektör Darbe Genişlik Modülasyonu Kullanan Beş Seviyeli İnverter Tasarımı ve Uygulaması, Doktora Tezi, Fırat Üniversitesi Fen Bilimleri Enstitüsü, Elazığ-Türkiye (2004).
8. Celanovic N., Boroyevich D., IEEE Transactions on Industry Aplications, (37) 2 (2001) 637-641.

9. Wei S., Wu B., Li F., Liu C., A General Space Vector PWM Control Algorithm for Multilevel Inverters, A lied Power Electronics Conference and Exposition. APEC’03. Eigteenth Annual IEEE (2003) 562-568.
10. Bin, W. High-Power Converters And AC Drives, Wiley, J, Sons, I., New Jersey, (2006).
11. Holmes, D. G., Lipo, T. A., Pulse Width Modulation for Power Converters, New Jersey (2003).
12. Seo J. H., Choi C. H., Hyun D. S., IEEE Transactions on Power Electronics, (16) 4 (2001) 545-550.
13. Prats M. M., Carrasco J. M., Franguelo L. G., Effective Space Vector Modulation Algorithm for Multilevel Converters, IECON 02, Industrial Electronic Society, IEEE 2002 28th Annual Conference, (2002) 3129-3133.
14. Saygın A., Kerem A., Pamukkale Üniversitesi Mühendislik Bilimleri Dergisi 22(5) (2016) 350-353.
15. Vafakhah B. Multilevel Space Vector PWM for Multilevel Coupled Inductor Inverters. PhD Thesis, Department of Electrical and Computer Engineering, Alberta-Canada, (2010).
16. Ewanchuk J., Salmon J., Knight A., Performance of a High Speed Motor Drive System Using a Novel Multi-level Inverter Topology, Industry Aplications Society Annual Meeting, IAS’08, IEEE, (2008) 1-8.
17. Salmon J., Ewanchuk J., Knight A., Industry Aplications, IEEE Transactions on Industry Applications 45(6) (2009), 2001-2009.
18. Vafakhah B., Masiala M., Salmon J., and Knight A. M.Space-Vector Pwm For Inverters With Split-Wound Coupled Inductors, in Electric Machines and Drives Conference, 2009. IEMDC '09. IEEE International, (2009) 724-731.
19. Vafakhah B., Knight A., Salmon j., Reducing Losses in Multilevel Coupled Inductor Inverters Using Interleaved Discontinuous SVPWM, Applied Power Electronics Conference and Exposition (APEC), 2010 Twenty-Fifth Annual IEEE, (2010), 2013-2020.
20. Vafakhah B., Salmon J. and Knight A. M., IEEE Transactions on Industry Applications, Vol. 46 (5) (2010)2015-2024.
21. Dursun M., Saygın A.,Pamukkale Üniversitesi Mühendislik Bilimleri Dergisi, Vol. 12 (2) (2006)151-160.