RÉALISATION D'UN ONDULEUR À POINT NEUTRE À TROIS NIVEAUX À L'AIDE D'UNE NOUVELLE APPROCHE DE SÉLECTION DE RÉGION DE BLOCAGE DE BUS PWM POUR UNE APPLICATION DE VÉHICULE ÉLECTRIQUE
DOI :
https://doi.org/10.59277/RRST-EE.2023.68.2.4Mots-clés :
Modulation de largeur d'impulsion vectorielle spatiale (SVPWM), Modulation de largeur d'impulsion de blocage de bus (BCPWM), Inverseur à point neutre (NPC) à trois niveaux (3L), Contrôle v/f fixe, Véhicule électrique (VE)Résumé
Cet article examine une approche de commande de serrage de bus basée sur un vecteur spatial pour un moteur à induction entraîné par un onduleur à trois niveaux pour une utilisation dans des véhicules électriques. Le contrôleur suggéré intègre une nouvelle méthodologie d'identification de région en combinant une commande v/f de base avec un mécanisme de blocage de bus. En termes de qualité de l'alimentation, d'ondulation du couple et d'équilibrage de la tension des condensateurs, une comparaison avec l'approche SVPWM habituelle est effectuée. Auparavant, une attention moindre était accordée à la PWM basée sur les vecteurs spatiaux en utilisant une méthodologie de sélection de région. Cette stratégie est centrée sur certaines équations algébriques. Ce qui surprend dans ce secteur, c'est qu'il est identique à tous les autres. En conséquence, la complexité de calcul est réduite. Cette technique s'applique à n'importe quel nombre de niveaux. L'efficacité du contrôleur suggéré est évaluée à l'aide de l'environnement MATLAB/Simulink. Des analyses transitoires et en régime permanent sont utilisées pour évaluer les performances de l'ensemble du système. De plus, l'équilibre du point neutre de l'onduleur 3L NPC est obtenu à l'aide de séquences de commutation appropriées.
Références
(1) S.J. Rind, Y. Ren, Y. Hu, J. Wang, L. Jiang, Configurations and control of traction 4 motors for electric vehicles: a review, Chinese Journal of Electrical Engineering, 3, 3, pp. 1–17 (2017).
(2) S.T. Varghese, K.R. Rajagopa, Economic and efficient induction motor controller for electric vehicle using improved scalar algorithm, 1st IEEE International Conference on Power Electronics, Intelligent Control, and Energy Systems, 1-17 (2016).
(3) N. Hashernnia, B. Asaei, Comparative study of using different electric motors in the electric vehicles, 18th International Conference on Electrical Machines, Vilamoura, Portugal, 1-5, Sept. 2008.
(4) G. Pellegrino, A. Vagati, B. Boazzo, P. Guglielmi, Comparison of induction and PM synchronous motor drives for EV application including design examples, IEEE Transactions on Industry Applications, 48, 6, pp. 2322–2332 (2012).
(5) P. Xue, J. Lin, Discussion on the rare earth resources and its development potential of Inner Mongolia of China, Proc. ICMREE, Shanghai, China, pp. 9–12 (2011).
(6) L. Clotea, A. Forcos, C. Marinescu, M. Georgescu, Power loss analysis of two-level and three-level neutral point clamped inverters for a wind pump storage system, Proc. on IEEE 12th Int. Conf. on Optimization of Electrical and Electronic Equipment, Brasov, Romania, pp. 1174–1179 (2010).
(7) R. Macke, Multilevel NPC inverter for low-voltage applications, Proc. IEEE 14th European Conf. on Power Electronics Applications, Birmingham, UK, 1–10 (2011).
(8) Z. Chen, L. Yuan, Z. Zhao, Power losses in two and three-level three-phase photovoltaic inverters equipped with IGBT's, Proc. IEEE 15th Int. Conf. on Electrical Machines and Systems, Sapporo, Japan, 1-6 (2012).
(9) R. Teichmann, S. Bernet, A comparison of three-level converter versus two-level converters for low-voltage drives, traction, and utility applications, IEEE Trans. on Industry Applications, 41, 3, pp. 855–865 (2005).
(10) R.T. Nathenas, G. Adamidis, A new approach for SVPWM of a three-level inverter-induction motor fed-neutral point balancing algorithm, Simulation Modeling Practice and Theory, Elsevier, 29, pp. 117 (2012).
(11) D Roy, M Singh, T Roy, A novel approach for space vector based PWM algorithm for diode clamped three-level VSI fed induction motor drive, Int. Journal of Power Electronics and Drive Systems, 8, 4, pp. 1534–1547 (2017).
(12) D. Roy, T. Roy, A new technique to implement conventional as well as advanced Pulse Width Modulation techniques for multi-level inverter, IEEE 6th India International Conference on Power Electronics (IICPE), Kurukshetra, India, 1-6, Aug. 2014.
(13) D. Roy, M. Singh, A simplified space vector pulse width modulation for three-phase three-level diode clamped inverter, 1st IEEE Int. Conf. on Smart grids, Power and Advanced Control Engineering (ICSPACE), Bangalore, India, 226-230 (2017).
(14) M.A. Gonzalez, M.F. Escalante, Traction system for an EV based on induction motor and 3-level NPC inverter multilevel converters, 12th IEEE International Power Electronics Congress, San Luis Potosi, Mexico, pp. 2873–77 (2010).
(15) A.S. Mohamed, A. Gopinath, M.R. Baiju, A simple space vector PWM generation scheme for any general n-level inverter, IEEE Transactions on Industrial Electronics, 56, pp. 1649–1656 (2009).
(16) N. Susheela, P. Satish Kumar, S.K. Sharma, Generalized algorithm of reverse mapping based SVPWM strategy for diode clamped multilevel inverters, IEEE Transactions on Industry Applications, 54, 3, pp. 2425–2437 (2018).
(17) A. R. Beig, Ranganathan V.T., Space vector-based bus clamped PWM algorithms for three-level inverters: implementation, performance analysis, and application considerations, Applied Power Electronics Conference and Exposition (APEC) Eighteenth Annual IEEE, 1, pp. 569–575 (2003).
(18) V.S.S.P.K. Hari, G. Narayanan, Theoretical and experimental evaluation of pulsating torque produced by induction motor drives controlled with advanced bus-clamping pulse-width modulation, IEEE Transactions on Industrial Electronics, 63, 3, pp. 1404–1413 (2016).
(19) E. Benyoussef, S. Barkat, Three-level direct torque control based on balancing strategy of five-phase induction machine, Rev. Roum. Sci. Techn. – Électrotechn. et Énerg., 67, 2, pp. 93–98 (2022).
(20) S.-A. Touil, N. Boudjerda, A. Boubakir, K. El Khamlichi Drissi, Closed loop discontinuous pulse width modulation control used in inverter grid-connected photovoltaic system for reduced switching losses, Rev. Roum. Sci. Techn. – Électrotechn. et Énerg., 64, 4, pp. 357–363 (2022).