Decentralized space vector pulse width modulation method for multilevel single-phase half bridge converters
- 1. Ho Chi Minh City University of Industry and Trade
- 2. Ho Chi Minh City University of Technology
- 3. Vietnam National University Ho Chi Minh City
Description
This study presents a space vector pulse width modulation (PWM) method for a multilevel single-phase decentralized power converter (DPC) called MSPDPC. The proposed model is built by connecting half-bridge cells in series. The output voltage can be adjusted according to demand by adding or subtracting cells. Cells use communication protocols to transmit and receive information with two neighboring cells. The received data contains information for the decentralized space vector pulse width modulation (DSVPWM) method proposed in this paper. In the proposed DSVPWM method, cells set up links to exchange information such as cell position, total cells in a phase, reference voltage amplitude, and reference frequency. The PWM control signals of each cell are calculated based on the information received. The study also focuses on evaluating the ability to adjust the switching vector and the corresponding dwell time of the cells when the structure of the DPC changes. The ability to dynamically reconfigure the DPC is a crucial feature that ensures uninterrupted power supply in case of one or several cell failures. The system automatically establishes a new state with the active cells. The proposed configuration and communication method between cells provide very fast configuration times. The load voltage of the DPC is adjusted to 0.5 times the voltage per cell, which allows the modulation voltage amplitude to be adjusted best according to the load requirements. The study used Matlab/Simulink software to review the initial assessments. The proposed model and algorithms will be verified on the Digital Signal Processor (DSP) platform with a 220V/500W load.
Translated Descriptions
Translated Description (Arabic)
تقدم هذه الدراسة طريقة تعديل عرض نبضة متجه الفضاء (PWM) لمحول طاقة لامركزي متعدد المستويات أحادي الطور (DPC) يسمى MSPDPC. تم بناء النموذج المقترح من خلال ربط خلايا نصف الجسر على التوالي. يمكن ضبط جهد الخرج وفقًا للطلب عن طريق إضافة الخلايا أو طرحها. تستخدم الخلايا بروتوكولات اتصال لنقل واستقبال المعلومات مع خليتين متجاورتين. تحتوي البيانات المستلمة على معلومات حول طريقة تعديل عرض نبضة متجه الفضاء اللامركزية (DSVPWM) المقترحة في هذه الورقة. في طريقة DSVPWM المقترحة، تقوم الخلايا بإعداد روابط لتبادل المعلومات مثل موضع الخلية والخلايا الكلية في المرحلة وسعة الجهد المرجعي والتردد المرجعي. يتم حساب إشارات التحكم في تعديل نطاق النبض لكل خلية بناءً على المعلومات الواردة. تركز الدراسة أيضًا على تقييم القدرة على ضبط متجه التبديل ووقت السكون المقابل للخلايا عندما يتغير هيكل DPC. تعد القدرة على إعادة تكوين DPC ديناميكيًا ميزة حاسمة تضمن إمدادات الطاقة دون انقطاع في حالة فشل خلية واحدة أو عدة خلايا. ينشئ النظام تلقائيًا حالة جديدة مع الخلايا النشطة. يوفر التكوين المقترح وطريقة الاتصال بين الخلايا أوقات تكوين سريعة للغاية. يتم ضبط جهد الحمل لـ DPC إلى 0.5 ضعف الجهد لكل خلية، مما يسمح بضبط سعة جهد التعديل بشكل أفضل وفقًا لمتطلبات الحمل. استخدمت الدراسة برنامج Matlab/Simulink لمراجعة التقييمات الأولية. سيتم التحقق من النموذج والخوارزميات المقترحة على منصة معالج الإشارات الرقمية (DSP) بحمل 220 فولت/500 واط.Translated Description (French)
Cette étude présente une méthode de modulation de largeur d'impulsion par vecteur spatial (PWM) pour un convertisseur de puissance décentralisé monophasé à plusieurs niveaux (DPC) appelé MSPDPC. Le modèle proposé est construit en connectant des cellules en demi-pont en série. La tension de sortie peut être ajustée en fonction de la demande en ajoutant ou en soustrayant des cellules. Les cellules utilisent des protocoles de communication pour transmettre et recevoir des informations avec deux cellules voisines. Les données reçues contiennent des informations pour la méthode de modulation de largeur d'impulsion par vecteur spatial décentralisé (DSVPWM) proposée dans cet article. Dans le procédé DSVPWM proposé, les cellules établissent des liaisons pour échanger des informations telles que la position de la cellule, le nombre total de cellules dans une phase, l'amplitude de la tension de référence et la fréquence de référence. Les signaux de commande PWM de chaque cellule sont calculés sur la base des informations reçues. L'étude se concentre également sur l'évaluation de la capacité à ajuster le vecteur de commutation et le temps de séjour correspondant des cellules lorsque la structure de la DPC change. La possibilité de reconfigurer dynamiquement le DPC est une caractéristique cruciale qui garantit une alimentation ininterrompue en cas de défaillance d'une ou plusieurs cellules. Le système établit automatiquement un nouvel état avec les cellules actives. La configuration proposée et le procédé de communication entre cellules fournissent des temps de configuration très rapides. La tension de charge du DPC est ajustée à 0,5 fois la tension par cellule, ce qui permet d'ajuster au mieux l'amplitude de la tension de modulation en fonction des exigences de charge. L'étude a utilisé le logiciel Matlab/Simulink pour examiner les évaluations initiales. Le modèle et les algorithmes proposés seront vérifiés sur la plate-forme Digital Signal Processor (DSP) avec une charge de 220 V/500 W.Translated Description (Spanish)
Este estudio presenta un método de modulación de ancho de pulso (PWM) de vector espacial para un convertidor de potencia descentralizado (DPC) monofásico multinivel llamado MSPDPC. El modelo propuesto se construye conectando celdas de medio puente en serie. El voltaje de salida se puede ajustar de acuerdo con la demanda sumando o restando celdas. Las células utilizan protocolos de comunicación para transmitir y recibir información con dos células vecinas. Los datos recibidos contienen información para el método de modulación de ancho de pulso vectorial espacial descentralizado (DSVPWM) propuesto en este documento. En el método DSVPWM propuesto, las celdas establecen enlaces para intercambiar información como la posición de la celda, el total de celdas en una fase, la amplitud del voltaje de referencia y la frecuencia de referencia. Las señales de control PWM de cada celda se calculan en función de la información recibida. El estudio también se centra en evaluar la capacidad de ajustar el vector de conmutación y el tiempo de permanencia correspondiente de las células cuando cambia la estructura del CPD. La capacidad de reconfigurar dinámicamente el DPC es una característica crucial que garantiza un suministro de energía ininterrumpido en caso de una o varias fallas de la celda. El sistema establece automáticamente un nuevo estado con las celdas activas. La configuración propuesta y el método de comunicación entre celdas proporcionan tiempos de configuración muy rápidos. El voltaje de carga del DPC se ajusta a 0,5 veces el voltaje por celda, lo que permite ajustar mejor la amplitud del voltaje de modulación de acuerdo con los requisitos de carga. El estudio utilizó el software Matlab/Simulink para revisar las evaluaciones iniciales. El modelo y los algoritmos propuestos se verificarán en la plataforma Digital Signal Processor (DSP) con una carga de 220V/500W.Files
1264.pdf
Files
(3.9 MB)
| Name | Size | Download all |
|---|---|---|
|
md5:abb54116e33067ded65e5d28ca845156
|
3.9 MB | Preview Download |
Additional details
Additional titles
- Translated title (Arabic)
- طريقة تعديل عرض نبضة متجه الفضاء اللامركزية لمحولات نصف الجسر أحادية الطور متعددة المستويات
- Translated title (French)
- Méthode de modulation de largeur d'impulsion de vecteur spatial décentralisé pour les convertisseurs en demi-pont monophasés multiniveaux
- Translated title (Spanish)
- Método de modulación de ancho de pulso vectorial espacial descentralizado para convertidores de medio puente monofásico multinivel
Identifiers
- Other
- https://openalex.org/W4387506949
- DOI
- 10.32508/stdjet.v6i2.1022