Comparison of Various Strategies in DTFC Based Multilevel NPC Inverter Fed Induction Drive for Torque Ripple Reduction

P. Rajasekaran; V. Jawahar Senthilkumar

doi:https://doi.org/10.1007/s42341-018-0039-3

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자료유형: 학술저널

저자정보: P. Rajasekaran (Jawaharlal Nehru Technological University) V. Jawahar Senthilkumar (Anna University)

저널정보: 한국전기전자재료학회 Transactions on Electrical and Electronic Materials Transactions on Electrical and Electronic Materials 제19권 제4호

발행연도: 2018.8

수록면: 290 - 303 (14page)

DOI: https://doi.org/10.1007/s42341-018-0039-3

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Multilevel inverters have become popular in recent years in high power applications; they provide an eff ective solution forincreasing power and minimizing the harmonics of AC waveforms. The fast response and robust method of conventionaldirect torque control are used in variable speed drives for the reduction of torque ripple. However, major problems occur atsteady-state notable torque, fl ux, and current pulsations in direct torque control drives. This paper presents various strategiesin the direct torque and fl ux control of induction motors for the reduction of torque ripple based on a multilevel neutral pointclamped (NPC) inverter. This kind of inverter is used to achieve better harmonic reductions than the traditional two-levelvoltage source inverters and the related control scheme serves to minimize semiconductor losses. The performance of aninduction motor depends upon a mathematical model that comprises the variations in parameters, common-mode voltage,noise, fl ux variation, and levels of harmonics in a machine. Here, the torque ripples and voltage saturations are the mostsubstantial problems in electrical drive applications. To overcome this problem, the direct torque and fl ux control (DTFC)technique based on multilevel NPC inverter topology is developed. Moreover, the various control strategies-based DTFC isproposed for the minimization of torque ripple in IM drives. An improved control scheme is used to optimize the regulationof torque and speed with less torque response. This paper proposes the comparative study of the THD analysis of diff erentcontrol techniques (PI, fuzzy, ANFIS) that is eff ectively used for harmonic moderation in the design of diff erent NPC multilevelinverter; this goal is achieved as shown from the comparison of simulation results using the MATLAB/SIMULINKenvironment.

#Multilevel inverter (MLI) #Direct torque control (DTC) #Torque ripple minimization #Voltage source inverter (VSI) #Induction motor (IM) #Total harmonic distortion (THD) #Neutral point clamped (NPC) inverter

참고문헌 (30)

참고문헌 신청

J. Rodriguez / 2002 / Multilevel inverters: a survey of topologies, controls, and applications / IEEE Trans. Industr. Electron. 49(4):724~738

S. Kouro / 2010 / Recent advances and industrial applications of multilevel converters / IEEE Trans. Industr. Electron. 57(8):2553~2580

M. Anzari / 2014 / Simulation of a transistor clamped H-bridge multilevel inverter and its comparison with a conventional H-bridge multilevel inverter / International Conference on Circuit, Power and Computing Technologies (ICCPCT) :958~963

H. Dallagi / 2014 / Study, analysis and simulation of three-phase threelevel, fi ve-level and seven-level neutral-point-clamped inverters by PSIM / 15th International Conference on Sciences and Techniques of Automatic Control and Computer Engineering (STA) :654~660

J. Ewanchuk / 2011 / A five-/nine-level twelveswitch neutral-point-clamped inverter for high-speed electric drives / IEEE Transactions on Industry Applications 47(5):2145~2153

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