Carrier level-shifted based control method for the PWM 3L-T-Type qZS inverter with capacitor imbalance compensation

Abstract

This paper presents a modified carrier levelshifted based control method for a pulsewidth modulation controlled three-phase three-level T-type quasi-impedance source inverter. The benefits of the proposed strategy are a uniform distribution of shoot-through states of constant width throughout the fundamental period and the mitigation of the inner capacitors’ voltages imbalance. The latter is achieved by means of a proportional-integral controller, which adjusts the relative time application of redundant states. The improved performance is demonstrated in terms of reliability, as the capacitors do not suffer from neutralpoint imbalance. The control method can also be implemented in a different multilevel inverter configuration with an impedance-source network. A comprehensive simulation study and several experiments were performed in order to validate the adopted method in situations of imbalanced capacitor voltages.

En este trabajo se presenta un método de control basado en el desplazamiento de nivel de la portadora modificado para un inversor trifásico de fuente de cuasi impedancia de tres niveles de tipo T controlado por modulación por ancho de pulsos. Las ventajas de la estrategia propuesta son una distribución uniforme de los estados shoot-through de anchura constante a lo largo del periodo fundamental y la mitigación del desequilibrio de tensiones de los condensadores internos. Esto último se consigue mediante un controlador proporcional-integral, que ajusta la aplicación temporal relativa de los estados redundantes. La mejora del rendimiento se demuestra en términos de fiabilidad, ya que los condensadores no sufren desequilibrio del punto neutro. El método de control también puede aplicarse en otra configuración de inversor multinivel con una red de fuente de impedancia. Para validar el método adoptado en situaciones de desequilibrio de las tensiones de los condensadores, se han realizado un amplio estudio de simulación y varios experimentos.