Fault-Tolerant Asymmetrical Multilevel Inverter With Preserved Output Power Under Post-Fault Operation

Chappa, Anilkumar; Gupta, Shubhrata; Kumar, Lalit; Gupta, Krishna Kumar; Vahedi, Hani

doi:10.1109/tie.2021.3102480

Cited by 8 publications

(2 citation statements)

References 39 publications

Supporting

Mentioning

Contrasting

Unclassified

Order By: Relevance

“…10), которая позволяет локализовать проблему и обеспечить высокую работоспособность оборудования. Создание безаварийных алгоритмов управления и исследование соответствующих режимов их функционирования является актуальной задачей [30][31][32][33][34].…”

Section: таблица 2 коэффициенты гармонического искажения тока и линей...unclassified

Режимы Работы Установок Электропитания Центробежных Насосов С Многоуровневой Широтно-Импульсной Модуляцией

et al. 2022

View full text Add to dashboard Cite

Актуальность исследования обуславливается необходимостью улучшения показателей качества выходных напряжения и тока автономных инверторов напряжения в установках электроцентробежных насосов, применяющихся в нефтедобыче. К основным факторам, позволяющим повысить эти показатели качества, можно отнести: использование перспективных топологий силовой части и современных силовых полупроводниковых ключей, внедрение новых алгоритмов управления. В электроприводах, где применяются частотные преобразователи, возникают негативные факторы, влияющие на функционирование нефтепогружного кабеля и погружного асинхронного двигателя. Несинусоидальность напряжений на выходе преобразователя частоты приводит к повышенному износу изоляции питающей кабельной линии, а также негативно влияет на изоляцию обмоток асинхронного двигателя и снижает показатели качества систем управления электроприводом. Следовательно, поиск путей для улучшения качества выходного напряжения и тока автономных инверторов напряжения в установках электроцентробежных насосов является актуальной задачей. Цель: разработка алгоритмов для улучшения показателей надежности работы многоуровневых преобразователей и повышение качества гармонического состава выходного напряжения и тока автономных инверторов напряжения в составе электропривода погружного нефтедобывающего насоса. Объект: автономные инверторы напряжения в составе электропривода погружного нефтедобывающего насоса. Методы и средства: теория надежности, гармонический анализ, функциональные схемы, коммутационные функции, топология электрических цепей силовых преобразователей, численные методы решения дифференциальных уравнений, быстрое преобразование Фурье, Matlab Simulink. Результаты. Продемонстрировано значительное улучшение показателей качества тока и напряжения в многоуровневых преобразователях в составе электропривода погружного нефтедобывающего насоса. Рассмотрены возможные способы повышения показателей надежности путем изменения варианта компоновки топологии схемы, при этом вероятность безотказной работы по сравнению с классической компоновкой повысилась с 23,70 до 66,10 %. Установлено, что регулирование частоты коммутации в зависимости от режимов работы в многоуровневых инверторах позволит рационально управлять динамическими потерями и нагрузками на силовые ключи.

show abstract

Section: таблица 2 коэффициенты гармонического искажения тока и линей...unclassified

Режимы Работы Установок Электропитания Центробежных Насосов С Многоуровневой Широтно-Импульсной Модуляцией

et al. 2022

View full text Add to dashboard Cite

show abstract

“…However, the redundant leg contains the same number of switches as in the main inverter, which is the main drawback of the converter. An FTMLI topology proposed in Chappa et al 32 uses a redundant leg, which uses 60% switches of the main inverter and tolerates all types of single‐ and multi‐switch faults; here too, switch count is a major setback.…”

Section: Introductionmentioning

confidence: 99%

An NPC‐type fault‐tolerant MLI with symmetrical and asymmetrical voltage modes

Kumar

Peddapati

2023

Circuit Theory & Apps

View full text Add to dashboard Cite

SummaryCurrent studies have been challenging in reducing the number of devices and ensuring fault tolerance features of the multilevel inverters (MLIs). This article proposes a new fault‐tolerant neutral point clamped (NPC)‐type MLI using two three‐level NPC legs, which can work in symmetric and asymmetric modes to generate nine and 17‐level output voltage, respectively. The proposed converter has less device count and low total blocking voltage (TBV); further, the converter has different redundant switching states for tolerating different categories of faults. This article also implements a modified pulse width modulation (PWM) control strategy to ensure the zero‐dc offset at the output when asymmetrical voltage levels appear with the occurrence of switch faults. A detailed operation of the proposed converter under symmetric and asymmetric modes is presented for healthy and different categories of faults. The converter's feasibility is verified by its current and voltage characteristics obtained from the MATLAB‐SIMULINK software and the experimental prototype. Further, the efficiency of the converter is verified with the PLECS software. Finally, a comparison with recently proposed topologies is performed to emphasize converter performance.

show abstract