A Study on the Output Noise Reduction of 3-Phase 3-Level Inverter

3상 NPC 3레벨 인버터 출력노이즈 저감에 관한 연구

  • 김수홍 (중앙대 대학원 전자전기공학부) ;
  • 진강환 (중앙대 대학원 전자전기공학부) ;
  • 김윤호 (중앙대 전자전기공학부)
  • Published : 2008.02.20

Abstract

Since they use the low switching frequency in multilevel inverter systems, they generate the high low frequency harmonic components. Generally, LC filter is used at the output terminal of inverter systems to solve this problem. But it causes a voltage drop at the output terminal by use of damping resistors, and causes the problem in which system efficiency decreases due to power loss of the damping resistor. In this paper, we proposed an output filter design method for NPC three-level inverter systems with low switching frequency. And we analyzed the efficiency of the proposed filter system, and the effectiveness of the proposed system is verified by simulation and experimental results.

멀티레벨 인버터 시스템에 낮은 스위칭 주파수가 사용되면, 이들 멀티레벨 인버터 시스템은 큰 값의 저 주파수 고조파 성분을 발생한다. 일반적으로 이러한 문제를 해결하기 위해 LC필터가 인버터 시스템의 출력단에 사용되었다. 그러나 LC필터를 사용한 경우 제동저항의 사용에 의한 전압강하가 발생하고, 제동저항의 전력손실로 인해 시스템의 효율이 감소하는 문제를 야기하게 된다. 본 논문에서는 낮은 스위칭 주파수를 갖는 3상 NPC 3레벨 인버터를 위한 출력 필터 설계방법을 제안하였다. 그리고 제안된 필터 시스템의 효율을 분석하였고, 제안된 시스템의 효과는 시뮬레이션과 실험결과를 통하여 입증하였다.

Keywords

References

  1. A. Nabae, I. Takahashi, H. Akagi, 'A new neutral- point-clamped PWM inverter', IEEE Trans. on Ind. Appl., vol. 17, No. 5, pp. 518-523, 1981 https://doi.org/10.1109/TIA.1981.4503992
  2. Jose Rodriguez, Jih-Sheng Lai, Fang Zheng Peng, 'Multilevel inverters: A survey of topologies, controls, and applications', IEEE Trans. on Ind. Elec., vol. 49, pp. 724-738, 2002 https://doi.org/10.1109/TIE.2002.801052
  3. 김수홍, 김윤호, 이재학, '고조파 저감을 위한 단상 NPC 멀티레벨 PWM 인버터의 LC트랩 필터 설계' 전력전자학회 논문지 제11권 제4호, pp. 313-320, 2006
  4. Hanigovszki. N., Poulsen. J., Blaabjerg. F.,'A novel output filter topology to reduce motor overvoltage', IEEE Trans. on Ind. Appl., vol. 40, pp. 845-852, 2004 https://doi.org/10.1109/TIA.2004.827803
  5. Jih Sheng Lai, Fang Zheng Peng, 'Multilevel converters: A new breed of power converters', IEEE Trans. on Ind. Appl., vol. 32, pp. 509-517, 1996 https://doi.org/10.1109/28.502161
  6. Chen Xiyiu, Yan Bin, Gao Yu, 'The Engineering design and optimization of inverter output RLC filter in AC motor drive system', IECON 02, vol. 1, pp. 175- 180, 2002
  7. Jung-Hui Cheng, Witulski. A.F., 'Simple design of selected 3-element converters by scaling the solution of the LC parallel resonant converter', APEC '96, vol. 1, pp. 284-290, 1996