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A Novel Four-Level Voltage Source Inverter—Influence of Switching Strategies on the Distribution of Power Losses / Perantzakis, George S. in IEEE transactions on power electronics, Vol. 22 N°1 (Janvier 2007) 

Public ISBD [article]  in IEEE transactions on power electronics > Vol. 22 N°1 (Janvier 2007) . - 149-159 p. Titre : A Novel Four-Level Voltage Source Inverter—Influence of Switching Strategies on the Distribution of Power Losses Titre original : Une source de tension de Quatre-Niveau de roman Inverseur-Influencent des stratégies de commutation sur la distribution des pertes de puissance Type de document : texte imprimé Auteurs : Perantzakis, George S., Auteur ; Xepapas, Fotis H., Auteur ; Manias, Stefanos N., Auteur Article en page(s) : 149-159 p. Note générale : Electronique Langues : Anglais (eng) Mots-clés : DC-link  capacitor  voltage  balance  Multilevel  voltage  source  inverter  (VSI)  Semiconductor  device  power  losses  Sinusoidal  pulsewidth  modulation  (SPWM)Equilibre  de  tension  de  condensateur  de  lien  DC  Inverseur  à  multiniveaux  de  source  de  tension  Pertes  de  puissance  de  dispositif  de  semi-conducteur  Modulation  de  largeur  d'impulsion  sinusoïdale Index. décimale : 621.31 Production,approvisionnement et contrôle de l'électricité.Machines et appareils électriques.Mesure électrique.Magnétisme et électrostatique appliquées Résumé : In this paper, a novel four-level inverter will be presented and analyzed. The proposed inverter topology, which is composed of a conventional two-level and a three-level neutral-point clamped (NPC) inverter, is suitable for high-voltage and high-power applications. The proposed inverter, when it is compared with the conventional four-level NPC pulsewidth modulation inverter, exhibits the following advantages: a) ability of changing the power losses distribution profile among the devices by selecting a suitable switching strategy; b) reduction of total inverter power semiconductor device losses; c) ability of bidirectional operation for all power semiconductor switches; and d) easy implementation using existing power semiconductor modules. The effect of conduction and switching losses profiles of the proposed inverter for different switching strategies is examined under different loads, power factors, and modulation indices. The dc-link capacitors voltages are effectively balanced via a proposed self-voltage balancing topology, without the need of isolated dc voltage sources or additional voltage stabilizing circuits. Finally, the theoretical results are confirmed by simulation and experimental results. En cet article, un inverseur de quatre-niveau de roman sera présenté et analysé. La topologie proposée d'inverseur, qui se compose d'à deux niveaux conventionnel et un point neutre à trois nivaux a maintenu l'inverseur (NPC), convient aux applications à haute tension et de haute puissance. L'inverseur proposé, quand il est comparé à l'inverseur conventionnel de modulation de largeur d'impulsion du quatre-niveau NPC, montre les avantages suivants : capacité d'a) de changer le profil de distribution de pertes de puissance parmi les dispositifs en choisissant une stratégie appropriée de commutation ; réduction de b) de pertes totales de dispositif de semi-conducteur de puissance d'inverseur ; capacité de c) d'opération bidirectionnelle pour tous les commutateurs de semi-conducteur de puissance ; et exécution facile de d) à l'aide des modules existants de semi-conducteur de puissance. L'effet des profils de pertes de conduction et de commutation de l'inverseur proposé pour différentes stratégies de commutation est examiné sous différents charges, facteurs de puissance, et index de modulation. Les tensions de condensateurs de lien de C.C sont efficacement équilibrées par l'intermédiaire d'une topologie de équilibrage proposée de tension d'individu, sans besoin des sources d'isolement de tension CC ou des circuits stabilisants de tension additionnelle. En conclusion, les résultats théoriques sont confirmés par la simulation et les résultats expérimentaux. DEWEY : 621 ISSN : 0885-8993 RAMEAU : Commutation (électricité)--Semiconducteurs En ligne : manias@central.ntua.gr [article] A Novel Four-Level Voltage Source Inverter—Influence of Switching Strategies on the Distribution of Power Losses = Une source de tension de Quatre-Niveau de roman Inverseur-Influencent des stratégies de commutation sur la distribution des pertes de puissance [texte imprimé] / Perantzakis, George S., Auteur ; Xepapas, Fotis H., Auteur ; Manias, Stefanos N., Auteur . - 149-159 p. Electronique Langues : Anglais (eng) in IEEE transactions on power electronics > Vol. 22 N°1 (Janvier 2007) . - 149-159 p. Mots-clés : DC-link  capacitor  voltage  balance  Multilevel  voltage  source  inverter  (VSI)  Semiconductor  device  power  losses  Sinusoidal  pulsewidth  modulation  (SPWM)Equilibre  de  tension  de  condensateur  de  lien  DC  Inverseur  à  multiniveaux  de  source  de  tension  Pertes  de  puissance  de  dispositif  de  semi-conducteur  Modulation  de  largeur  d'impulsion  sinusoïdale Index. décimale : 621.31 Production,approvisionnement et contrôle de l'électricité.Machines et appareils électriques.Mesure électrique.Magnétisme et électrostatique appliquées Résumé : In this paper, a novel four-level inverter will be presented and analyzed. The proposed inverter topology, which is composed of a conventional two-level and a three-level neutral-point clamped (NPC) inverter, is suitable for high-voltage and high-power applications. The proposed inverter, when it is compared with the conventional four-level NPC pulsewidth modulation inverter, exhibits the following advantages: a) ability of changing the power losses distribution profile among the devices by selecting a suitable switching strategy; b) reduction of total inverter power semiconductor device losses; c) ability of bidirectional operation for all power semiconductor switches; and d) easy implementation using existing power semiconductor modules. The effect of conduction and switching losses profiles of the proposed inverter for different switching strategies is examined under different loads, power factors, and modulation indices. The dc-link capacitors voltages are effectively balanced via a proposed self-voltage balancing topology, without the need of isolated dc voltage sources or additional voltage stabilizing circuits. Finally, the theoretical results are confirmed by simulation and experimental results. En cet article, un inverseur de quatre-niveau de roman sera présenté et analysé. La topologie proposée d'inverseur, qui se compose d'à deux niveaux conventionnel et un point neutre à trois nivaux a maintenu l'inverseur (NPC), convient aux applications à haute tension et de haute puissance. L'inverseur proposé, quand il est comparé à l'inverseur conventionnel de modulation de largeur d'impulsion du quatre-niveau NPC, montre les avantages suivants : capacité d'a) de changer le profil de distribution de pertes de puissance parmi les dispositifs en choisissant une stratégie appropriée de commutation ; réduction de b) de pertes totales de dispositif de semi-conducteur de puissance d'inverseur ; capacité de c) d'opération bidirectionnelle pour tous les commutateurs de semi-conducteur de puissance ; et exécution facile de d) à l'aide des modules existants de semi-conducteur de puissance. L'effet des profils de pertes de conduction et de commutation de l'inverseur proposé pour différentes stratégies de commutation est examiné sous différents charges, facteurs de puissance, et index de modulation. Les tensions de condensateurs de lien de C.C sont efficacement équilibrées par l'intermédiaire d'une topologie de équilibrage proposée de tension d'individu, sans besoin des sources d'isolement de tension CC ou des circuits stabilisants de tension additionnelle. En conclusion, les résultats théoriques sont confirmés par la simulation et les résultats expérimentaux. DEWEY : 621 ISSN : 0885-8993 RAMEAU : Commutation (électricité)--Semiconducteurs En ligne : manias@central.ntua.gr