UNE NOUVELLE TOPOLOGIE D'ONDULEUR ASYMÉTRIQUE À 21 NIVEAUX TOLÉRANT AUX DÉFAILLANCES AVEC DES COMPOSANTS RÉDUITS

Auteurs

  • DURAISAMY RAGUL 1Sri Sivasubramaniya Nadar College of Engineering, Kalavakkam, Chennai, Tamilnadu, India Author
  • VENKATRAMAN THIYAGARAJAN 1Sri Sivasubramaniya Nadar College of Engineering, Kalavakkam, Chennai, Tamilnadu, India Author

DOI :

https://doi.org/10.59277/RRST-EE.2023.68.2.14

Mots-clés :

Onduleur multiniveau, Tolérance de panne, Algorithme de niveau de tension le plus proche, Distorsion harmonique totale, 21 niveaux

Résumé

L'objectif principal de ce travail est de proposer un onduleur asymétrique à 21 niveaux tolérant aux pannes (FT) avec des commutateurs à semi-conducteurs et des sources de tension à puissance minimale. La topologie de l'onduleur proposé est de produire des niveaux de tension élevés avec un faible contenu harmonique et de minimiser les interférences électromagnétiques (EMI) dans le système. Pendant ce temps, la nouveauté a été prouvée par une comparaison détaillée entre l'onduleur multiniveau suggéré (MLI) et les topologies récemment introduites utilisant plusieurs composants tels que les commutateurs, les condensateurs, les sources, les circuits de commande de grille, la tension permanente totale (TSV), le nombre de composants par niveau et fonction de coût. De plus, la connexion de circuit flexible entre les sources, les commutateurs et les charges fournit une configuration alternative pour que le MLI à 21 niveaux fonctionne comme une topologie MLI à 9 et 7 niveaux, garantissant la capacité FT lors de la défaillance de sources et de commutateurs spécifiques. La technique de l'algorithme du niveau de tension le plus proche (NVL) produit des signaux d'attaque de grille pour les commutateurs, qui génèrent une forme d'onde de haute qualité par rapport aux autres techniques de modulation de largeur d'impulsion (PWM). Un modèle de simulation est conçu pour prendre en charge les résultats de simulation à l'aide du logiciel MATLAB/Simulink et de l'implémentation matérielle. Les résultats sont analysés sous différentes combinaisons de charges linéaires et non linéaires. Dans la simulation et l'expérience, les valeurs des paramètres évalués montrent de bonnes performances concernant d'autres structures, et la distorsion harmonique totale (THD) est inférieure à 5 % selon les normes IEE519.

Références

(1) D. Beriber, A. Talha, A. Kouzou, A. Guichi, F. Bouchafaa, Multilevel inverter for grid-connected photovoltaic systems, Revue RoumaineDes Sciences Techniques Serie Electrotechnique et Energetique, 67, 2, pp. 531–536 (2022).

(2) P.S. Sikder, N. Pal, K.S. Patro, A modeling of a stand-alone solar photo-voltaic system for rural electrification purposes, Revue RoumaineDes Sciences Techniques Serie Electrotechnique et Energetique, 64, 3, pp. 241–246 (2019).

(3) Pranoy Roy, Jiangbiao He, Tiefu Zhao, Yash veer Singh, Recent Advances of Wind-Solar Hybrid Renewable Energy Systems for Power Generation: A Review, IEEE Open Journal of the Industrial Electronics Society, 3, 2, pp. 81–104 (2022).

(4) V. Rathore, K.B. Yadav, Experimental analysis of multilevel inverter-fed six-phase induction motor for high-power applications, Revue RoumaineDes Sciences Techniques Serie Electrotechnique et Energetique, 67, 4, pp. 389–394 (2022).

(5) D. Ragul, V. Thiyagarajan, Modified modular multilevel inverter topology for photovoltaic applications, IEEE International Conference on Computer, Power and Communications, ICCPC 2022 - Proceedings, pp. 531–536 (2022).

(6) B. Anton, A. Florescu, L. A. Perisoara, A. Vasile, R.C. Constantinescu, S.G. Rosu, Methods of maximizing power efficiency for hybrid vehicles. Revue RoumaineDes Sciences Techniques Serie Electrotechnique et Energetique, 64, 1, pp. 57–62 (2019).

(7) C.H.T. Lee, W. Hua, T. Long, C. Jiang, A critical review of emerging technologies for electric and hybrid vehicles. IEEE Open Journal of Vehicular Technology, 2, 10, pp. 471–485 (2021).

(8) A. Poorfakhraei, M. Narimani, A. Emadi, A review of multilevel inverter topologies in electric vehicles: current status and future trends, IEEE Open Journal of Power Electronics, 2, 3, pp. 155–170 (2021).

(9) M. Trabelsi, H. Vahedi, H, H. Abu-Rub, Review on single-dc-source multilevel inverters: topologies, challenges, industrial applications, and recommendations. IEEE Open Journal of the Industrial Electronics Society, 2, 3, pp. 112–127 (2021).

(10) R. Mali, N. Adam, A. Satpaise, A.P. Vaidya, Performance comparison of two-level inverter with classical multilevel inverter topologies, IEEE International Conference on Electrical, Computer and Communication Technologies, pp. 150-158 (2019).

(11) V. Thiyagarajan, P. Somasundaram, New asymmetric 21-level Inverter with reduced number of switches, The Journal of Engineering Research, 16, 1, pp. 18–27 (2019).

(12) V. Thiyagarajan, P. Somasundaram, Design of new symmetrical nine-level inverter with reduced number of switches, Revue RoumaineDes Sciences Techniques Serie Electrotechnique et Energetique, 63, 2, pp. 196–201 (2018).

(13) S. Sabyasachi, V. B. Borghate, and S. K. Maddugari, A 21-level bipolar single-phase modular multilevel inverter, Journal of Circuits, Systems and Computers, 29, 1, pp. 2050004 (2020).

(14) D. Prasad, C. Dhanamjayulu, Reduced voltage stress asymmetrical multilevel inverter with optimal components. IEEE Access, 10, 5, pp. 53546–53559 (2022).

(15) S. T. Meraj, N. Z. Yahaya, K. Hasan, and A. Masaoud, A hybrid T-type (HT-type) multilevel inverter with reduced components, Ain Shams Engineering Journal, 10, 2, pp. 19591971 (2021).

(16) M. Bhavani, P.S. Manoharan, A novel 21-level switched capacitor modular multilevel inverter using gray wolf optimization, Journal of Electrical Engineering and Technology, 17, 3, pp. 283–294 (2022).

(17) D. Kumar, R.K. Nema, S. Gupta, Development of a novel fault-tolerant reduced device count T-type multilevel inverter topology, International Journal of Electrical Power and Energy Systems, 132, 5, pp.107185 (2021).

(18) S.Z. Xu, C.J. Wang, Y. Wang, An improved fault-tolerant control strategy for high-power ANPC three-level inverter under short-circuit fault of power devices. IEEE Access, 7, 3, pp.55443–55457 (2019).

Téléchargements

Publiée

2023-07-03

Numéro

Rubrique

Électronique et transmission de l’information | Electronics & Information Technology

Comment citer

UNE NOUVELLE TOPOLOGIE D’ONDULEUR ASYMÉTRIQUE À 21 NIVEAUX TOLÉRANT AUX DÉFAILLANCES AVEC DES COMPOSANTS RÉDUITS. (2023). REVUE ROUMAINE DES SCIENCES TECHNIQUES — SÉRIE ÉLECTROTECHNIQUE ET ÉNERGÉTIQUE, 68(2), 200-205. https://doi.org/10.59277/RRST-EE.2023.68.2.14