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Investigation of a Transistor Clamped T-Type Multilevel H-Bridge Inverter with Inverted Double Reference Single Carrier PWM Technique for Renewable Energy Applications
IEEE Access ( IF 3.4 ) Pub Date : 2020-01-01 , DOI: 10.1109/access.2020.3020625
Mahajan Sagar Bhaskar , Dhafer Almakhles , Sanjeevikumar Padmanaban , Dan M. Ionel , Frede Blaabjerg , Jiangbiao He , A. Rakesh Kumar

The Multilevel inverters (MLIs) are a new breed of power electronics converters. They are primarily used for the conversion of dc power to ac power. The two-level inverters are conventionally used to obtain ac power, but it requires operating the switches under very high switching frequency. Besides, the two-level inverter necessitates the use of LC filters with the switches operating under high dv/dt stress. The MLIs offer the advantage of utilizing several dc voltage sources to generate a stepped ac waveform with the proper arrangement of switches. Investigation of a Transistor Clamped T Type H-Bridge Multilevel Inverter (TC-TT-HB-MLI) with Inverted Double Reference Single Carrier PWM Technique (IDRSCPWM) for Renewable Energy Applications are discussed in this paper. A PV source is taken as an input to the TC-TT-HB-MLI. For different modulation indices like 0.85, 1 and 1.25, the FFT analysis is performed and presented, which corresponds to the variations in the irradiations from solar energy. A single unit of the TC-TT-HB-MLI is extended to a generalized MLI structure named Generalized Transistor Clamped T-Type H-Bridge Multilevel Inverter (GTC-TT-HB-MLI). The significant benefits of GTC-TT-HB-MLI are the multiple numbers of reductions in the switch count, and driver circuit counts for a higher number of MLI levels. Fast Fourier Transform (FFT) analysis is carried out on the MLI output to calculate the total harmonics distortion (THD). The experimental verification is performed using SPARTAN 3E-XCS250E; the gate signals are generated and provided to the switches.

中文翻译:

用于可再生能源应用的具有反向双参考单载波 PWM 技术的晶体管钳位 T 型多电平 H 桥逆变器的研究

多电平逆变器 (MLI) 是一种新型的电力电子转换器。它们主要用于将直流电源转换为交流电源。两电平逆变器通常用于获得交流电源,但它需要在非常高的开关频率下操作开关。此外,两电平逆变器需要使用 LC 滤波器,开关在高 dv/dt 压力下工作。MLI 的优势在于利用多个直流电压源通过适当的开关布置生成阶梯式交流波形。本文讨论了采用反向双参考单载波 PWM 技术 (IDRSCPWM) 的晶体管钳位 T 型 H 桥多电平逆变器 (TC-TT-HB-MLI) 用于可再生能源应用的研究。PV 源作为 TC-TT-HB-MLI 的输入。对于不同的调制指数,如 0.85、1 和 1.25,执行和呈现 FFT 分析,这对应于太阳能辐射的变化。TC-TT-HB-MLI 的单个单元被扩展为广义 MLI 结构,称为广义晶体管钳位 T 型 H 桥多电平逆变器 (GTC-TT-HB-MLI)。GTC-TT-HB-MLI 的显着优势是开关数量的多次减少,以及更高数量的 MLI 级别的驱动器电路数量。对 MLI 输出进行快速傅立叶变换 (FFT) 分析以计算总谐波失真 (THD)。实验验证使用SPARTAN 3E-XCS250E进行;生成栅极信号并将其提供给开关。这对应于太阳能辐射的变化。TC-TT-HB-MLI 的单个单元被扩展为广义 MLI 结构,称为广义晶体管钳位 T 型 H 桥多电平逆变器 (GTC-TT-HB-MLI)。GTC-TT-HB-MLI 的显着优势是开关数量的多次减少,以及更高数量的 MLI 级别的驱动器电路数量。对 MLI 输出进行快速傅立叶变换 (FFT) 分析以计算总谐波失真 (THD)。实验验证使用SPARTAN 3E-XCS250E进行;生成栅极信号并将其提供给开关。这对应于太阳能辐射的变化。TC-TT-HB-MLI 的单个单元被扩展为广义 MLI 结构,称为广义晶体管钳位 T 型 H 桥多电平逆变器 (GTC-TT-HB-MLI)。GTC-TT-HB-MLI 的显着优势是开关数量的多次减少,以及更高数量的 MLI 级别的驱动器电路数量。对 MLI 输出进行快速傅立叶变换 (FFT) 分析以计算总谐波失真 (THD)。实验验证使用SPARTAN 3E-XCS250E进行;生成栅极信号并将其提供给开关。TC-TT-HB-MLI 的单个单元被扩展为广义 MLI 结构,称为广义晶体管钳位 T 型 H 桥多电平逆变器 (GTC-TT-HB-MLI)。GTC-TT-HB-MLI 的显着优势是开关数量的多次减少,以及更高数量的 MLI 级别的驱动器电路数量。对 MLI 输出进行快速傅立叶变换 (FFT) 分析以计算总谐波失真 (THD)。实验验证使用SPARTAN 3E-XCS250E进行;生成栅极信号并将其提供给开关。TC-TT-HB-MLI 的单个单元被扩展为广义 MLI 结构,称为广义晶体管钳位 T 型 H 桥多电平逆变器 (GTC-TT-HB-MLI)。GTC-TT-HB-MLI 的显着优势是开关数量的多次减少,以及更高数量的 MLI 级别的驱动器电路数量。对 MLI 输出进行快速傅立叶变换 (FFT) 分析以计算总谐波失真 (THD)。实验验证使用SPARTAN 3E-XCS250E进行;生成栅极信号并将其提供给开关。对 MLI 输出进行快速傅立叶变换 (FFT) 分析以计算总谐波失真 (THD)。实验验证使用SPARTAN 3E-XCS250E进行;生成栅极信号并将其提供给开关。对 MLI 输出进行快速傅立叶变换 (FFT) 分析以计算总谐波失真 (THD)。实验验证使用SPARTAN 3E-XCS250E进行;生成栅极信号并将其提供给开关。
更新日期:2020-01-01
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