TELKOM NIKA Indonesia n  Journal of  Electrical En gineering   Vol. 15, No. 2, August 201 5, pp. 229 ~  236   DOI: 10.115 9 1 /telkomni ka. v 15i2.808 4        229     Re cei v ed Ma y 14, 201 5; Revi sed  Jun e  26, 2015; Accepted July 1 2 ,  2015   Assessment of Equal and Unequal Amplitude Carriers  for a 1 Φ  Five Level Flying Capacitor Multilevel Inverter       P.Sureshpan d iarajan, S.P.Nata rajan*,  C.R.Balamur ugan, K.Ramasamy   P.S.R Rengas am y  C o ll eg e of Engin eer i ng fo r W o men, Siva kasi, India   *Corres p o ndi n g  author, e-ma i l : spn_a nn amal ai@re d iffmail.c o m      A b st r a ct   T h is w o rk pres ents the c o mp ariso n  of var i o u s Pu l s e  Wi d t h Mo d u l a ti on  (PWM) te ch n i qu es fo r the  chose n  si ngl e  phas e h a lf br i dge F C M L I (F lying  Ca pacitor  Multi L e ve l In verter). In this  pap er, a s i ng l e   phas e h a lf br i dge  flyin g  ca p a citor  mu ltilev e l i n verter  is c ontrol l ed  w i th  sinus oid a l, T H I  (T hird  Har m o n ic   Injectio n), T r ape z o i d a l  a nd  T A R (T rape z o i dal A m alg a m a t ed Refer enc e)  referenc e w i th Equ a l A m plit ud e   Carriers  (EAC)  an d UEA C  (U n Eq ual  A m pl itude  Carr iers).  T he pr opos ed   EAC a nd  UEA C  is  ap pli ed fo r   vario u s PW M strategies. T h e  PW M meth ods  used  for  the  a nalysis  are  PD  (Phase  Disp o si tion) PW M, POD   (Phase Op pos i t ion a nd D i sp o s ition) PW M, APOD (Alt erna tive Phas e Op positi on a nd  D i spositi on) PW M  and  CO (C arri er Overl app in g )  PW M w i th EAC a nd  UEAC . F o r all  the  P W M meth ods   and  refere nces  the   UEAC pr od uce s  less T H D  a n d  hi gh er fun d a m e n tal  RMS ( R oot Me an  Sq uare) v a l ues  e xcept for  m a  =1. Fo r  m a  = 1  th e EA C prov id es l e s s  T HD (T otal   Har m on ic  D i stortion)  an d  hig her fu nda ment al RMS  (Ro o t  Mea n   Squar e) v a lu es  for a l l  the  PW M metho d s  an d refer enc es. T o  va lid ate th e  d e vel ope d tec h n i qu e, si mu lati o n s   are carri ed out  throug h Pow e r System Bl ock Set.      Ke y w ords : VAPWM, 60 degr ee PWM, TAR, THD, FCMLI.         Copy right  ©  2015 In stitu t e o f  Ad van ced  En g i n eerin g and  Scien ce. All  rig h t s reser ve d .       1. Introduc tion  FCMLI i s   a  multiple volta ge level i n verter  topol ogy whi c h uses  capa citors (cal led  flying  cap a cito rs) fo r cl ampin g  th e voltage a c ross the p o we r semicond uctor devi c es.  DCMLI h a s m u ch   difficulty beyond four lev e ls in output  voltage  in controlling o r  balanci ng voltage of ea ch   cap a cito r co n s tituting DC-li n k. DCMLI is hard to be e x pande d to high level syst ems st ru ctura lly  due to l a rge  numb e r  of  clampi ng  dio des. F C M L I doe s  not re q u ire  i s ol ated DC  source s and   addition al cla m ping di ode s. FCM L I top o logy c an be  easily expa nded to hi gh  level syste m s.   FCMLI offe rs  also  a great a d vantage  wit h  re spe c t to t he availa bility of voltage re dund an cies.  On   the othe r ha n d  FCM L I ha s  a drawba ck  d ue to the  nee d for p r ovidin g additio nal fl ying ca pa cito rs  and  bala n cin g  control of  flying ca pa citor voltag es.   Variou s m u lti-ca rri er PWM  strategie s   a r e   develop ed an d simul a ted u s ing MAT L AB-SIMULI NK  for ch osen th ree p h a s e F C MLI. Chi a sson  [1]  propo sed  the method t o  eliminate h a rmo n ics in a   switching  co nverter i s  co n s ide r ed. Th at is,  given a  de si red fun dame n t al output volt age, the  p r ob lem i s  to fin d  the  switchin g time s  (angl es)  that produ ce  the fundame n tal while not  generating s pecifi c ally ch ose n  harm oni cs. In cont ra st to   the well  kno w n work of P a tel an d  Hoft a nd oth e rs, he re all  po ssibl e  solution s to  the p r obl em  are   found. Thi s  i s  do ne  by first convertin g  the tran scen dental e quati ons th at spe c ify the ha rm onic  elimination p r oble m  into an equival e n t  set of polynomial equ ations.  Juan  and Mo ran  [2]   focu ssed on minimizi ng  th e  num ber  of power su ppli e s  and  se micondu ctors fo r a given  num ber  of levels. M u ltilevel inverte r s  with  a la rg e num ber of  step s (more t han 5 0  level s ) can  gene rat e   high quality voltage wave forms, goo d enou gh  to   b e   con s ide r ed   as  suitable  voltage  templ a te  gene rato rs. Many  level s  or step s can   follow a  voltage referen c e  with accu racy,  and   wit h   the  advantag e th at the g ene rated voltag e  can  be  mo du lated in  am plitude in stea d  of pul se -wid th   modulatio n. The main di sadva n tage  of this ty pe of topology is the larg e numbe r of p o we r  sup p lie s and  semi con d u c tors  req u ired to obtain the s e multistep v o ltage waveform s.  Well s et  al  [3] sugge sted  calculating   e a sily and  qui ckly the d e si red wavefo rm  without solut i on of co uple d   transce nde ntal equation s .  A modulation-ba se d met hod for ge ne rating pul se  waveforms  with   sele ctive harmonic  elimin ation is p r op ose d . Ha rmo n ic elimin atio n, traditionall y  digital, is shown  to be achiev able by com pari s on of a  sine wave  with modified  triangle carrier.  Urmil a  a nd  Subba rayud u  [4] presents  a compa r ativ e stu d y of  ni n e  level  diod e  clamp ed i n ve rter fo r  co nst a n t   Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
                             ISSN: 23 02-4 046                     TELKOM NI KA  Vol. 15, No. 2, August 2015 :  229 –  236   230 Switchin g fre quen cy of  si nusoidal P u lse widt h  Mo d u lation a nd  sinusoidal  Nat u ral P u lse  wi dth  Modulatio n  with  swit chin g fre quen cy  Optimal  Mo dulation. Kh oucha  et al  [5]  present s the   comp ari s o n  study for a ca scad ed H-b r id ge multileve l  dire ct torqu e   control (DT C ) inductio n  mo tor   drive. Earlie r studie s  h a ve pointe d  ou t the limitat ions of  conve n t ional inverte r s, e s pe cially  in  high-volta ge  and  high -po w er ap plications. In  re ce nt years, mul t ilevel inverte r s  are b e co ming   increa singly  popul ar fo r  h i gh-p o wer ap plicatio ns du e to th eir i m proved  ha rm onic p r ofile  a nd  increa sed  po wer rating s.  Several  studi es  have  bee n re po rted in  the literature on  multilev e l  inverters top o logie s , co ntrol techni que s, and appli c a t ions. Ho wev e r, there  are  few studi es t hat  actually  di scu ss or evaluat e  t he pe rformance of ind u ction m o to r drives asso ci ated  with  th ree- phase m u ltilevel inverter.  Nami  et al [6]  pro p o s ed  a  comp arative  study h a s be en  carrie d ou t to   pre s ent hi gh  perfo rman ce  of the prop osed co nfig u r ati on to app roa c h a ve ry low total harmo n i c  distortio n  of voltage and  curre n t, which leads to  th e possible eli m ination  of the output filter.  A  novel  H-b r id ge multilevel  pul se  width  modul at ion  co nverte r t opolo g y ba sed o n  a  se ries  con n e c tion  of a hi gh-volta ge di ode -cl a mped i n verte r  a nd  a lo w-v o ltage  co nve n tional i n vert er i s   prop osed in  this pap er. A dc link voltage arra n g e m ent for the  new hybri d  and a s ymme tric  solutio n  is prese n ted to  h a ve a m a ximum num be r  of output volt age level s   b y  pre s ervin g   the   adja c ent  switchin g ve ctors between  voltage l e vels .  Hence, a  15-l e vel hybrid  co nverter can  b e   attained  with  a minimu m n u mbe r  of p o w er compo n e n ts.  Kang arlu  et al [7, 8]  p r opo se s  a ne w  topology b a sed o n  the  n on-in sul a ted  dc volta ge  source s fo r m u ltilevel inverter with  re du ced   numbe r of  switching  device s . Multilevel i n verter s h a ve  an impo rtant  portion i n  po wer  processi ng  in power  syst ems.  Baba ei  et al [9, 10] develop ed  a  new g ene ral  ca scade d mu ltilevel inverter   usin g H-b r idg e s i s  propo sed. The  pro p o se d topol og y requi re s a  lesser  num b e r of d c  volt age   sou r ces a nd  power switch es an d con s i s ts of lowe r bl ocking voltag e on switche s , which results in  decrea s e d   co mplexity and  total co st of t he inve rter. T hese  a b ilities  obtain ed wit h in comp ari n g   the prop osed  topology with the conven tional t opolog ies from afo r emention ed  points of view.  More over, a new al gorith m  to determin e  the m agnitu de of dc volta ge so urce s is propo se d.        2. Fl y i ng Capacitor Mul t ile v e l In v e rte r   Figure 1  sh o w s the g ene ral structu r e  of half b r i dge five level flying c a pac i tor inv e rter for  R-p h a s e. FCMLI requi re s 8 semi con d u c tor switche s  (S1-S4, S1’-S4’) 3 flying  cap a cito rs (C3’,  C4’,  C5’) and 2  DC link capacitors  (C 1 ’ , C 2 ’) . T h is  FC M L I  c o ns is ts  o f   fo ur switch pairs (S1, S1’),  (S2,S2’), (S3 , S3’) and (S 4,S4’). The  swit che s  a r e  clamp ed by  DC-lin k tog e ther  with flying   cap a cito rs.  T he fou r   switches (S1 - S4)  must  be  co nn ected  in  se rie s  b e twe en  DC in put a nd l oad  and li kewi se f o r switche s  (S4’-S1’). Th e  three flying  capa citors C3’ ,  C4’ an d C5’  are  cha r g ed  to   different volta ge levels. By chan ging th e tran si sto r  switchi ng state s , the ca pa citors  and the  DC  sou r ce a r e  conne cted  in  d i fferent  ways  to produ ce  di fferent lo ad v o ltage l e vels.  A typical  swi t ch   combi nation  use d  to synth e si ze the vari ous lo ad voltage s are  sho w n in Tabl e 1 .   Table 1 al so  indicate s th e state of the fl ying capa citor  corre s p ondin g  to the swit ch   combi nation   cho s e n . Ch arging of  a  ca pacito r  i s  in d i cated  by ‘+’,  discha rgi ng  by ‘-’ while  NC  indicates n e ither cha r gin g  nor di scha rgi ng. By pr ope r sele ction of  capa citor  co mbination s , it is  possibl e to balance the  capacito r charge.  The capacitor states  (+ and -)  will reverse for the  negative  cu rrent. The  flying capa citor fi ve level inve rter i s  mo dele d  in SIM U LI NK u s ing  po wer  system  block set. Switching si gnal s fo r ch os en  F C MLI  are deve l oped usin g PWM  techniq ues  discu s sed  previously. Sim u lation s a r e  p e rform e d  with  differe nt valu es  of m a   ran g i ng from 0.6  t o   1 an d resi stive loa d  of  100 Ω . Simulated  output volta ges of  cho s e n  MLI  with v a riou s  strate gies  are di splaye d  only for a sample value of m a = 0 .8. In th is  c h apter m f   is cho s en a s  20 as a trad e  off in view of  the followi ng  rea s on s: (i ) t o  red u ce swit chin g lo sses  (whi ch  may b e  high  at larg e   m f ) (ii )  to red u ce th e  size  of the filter n eede d fo r th e clo s e d  loo p  co ntrol, the  filter si ze  be ing   mode rate at mode rate fre quen cie s  (iii) to e ffectively utilize the available dS PACE syste m  for   hard w a r e  im plementatio n. FCM L Is  are  espe cia lly well de signe d  for  ap plica t ions wh ere  the  numbe r of o u tput voltage  levels i s  hi gh. The a ppl ication s  of F C MLI a r e fa ns a nd p u m p s,  comp re ssors,  conveyors,  mills,  mine wi nding ma chi n es, propul sio n  drives in m a rine a ppli c at ions  and metal i ndu strie s . Appro p ri ate PWM  strategi es may b e   employed  de pendi ng on  the   perfo rman ce  measure req u ired in a p a rt icula r  appli c at ion.    Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
TELKOM NIKA   ISSN:  2302-4 046     Asse ssm ent of Equal and  Une qual Am plitude Ca rri ers for a 1 Φ  Fi ve… (P.Sure s hpan diarajan )  231     Figure 1. Half  bridge five le vel flying cap a citor inve rter       Table 1. Swit ch state s  an d  output voltage levels  for o ne pha se of flying cap a cito r inverter  S1  S2 S3 S4  C3’  C4’  C5’  V an   1 1  1  1  NC   NC   NC   +V dc /2  1 1  1  0  NC   NC   +    +V dc /4  1 1  0  1  NC   +  -  1 0  1  1  +  -  NC   0 1  1  1  -  NC   NC   0 0  1  1  NC   -  NC   0  0 1  0  1  -  +  -  0 1  1  0  -  NC   +  1 0  0  1  +  NC   -  1 0  1  0  +  -  +  1 1  0  0  NC   +  NC   1 0  0  0  +  NC   NC     -V dc /4   0 1  0  0  -  +  NC   0 0  1  0  NC   -  +  0 0  0  1  NC   NC   -  0 0  0  0  NC   NC   NC   -V dc /2       3. Modulatio n Strategies   Several  CF Ds exi s t in m u lti-ca rrie r  P W M strategie s   for MLI s . Th ese  strategie s  h a ve  more  than  on e carrier opti on that  can  b e  trian gula r , saw to oth, a n e w fu nctio n  e t c.  As fa r a s   the   particula r carrier  sig nal s a r e  con c e r ne d ,  there a r e  m u ltiple CFDs i n clu d ing fu nction, frequ en cy,  amplitude, p h a se  of each carri er a nd off s et bet we e n  carrie rs. Alth ough m u ltilevel inverter  offers  several a d va ntage s, the  control  strategi es  of MLI  are  quite  ch allen g ing  due  to t he  com p lexity to   cater the tran sition s bet we en the voltag e levels  (o r steps).  A num ber of  mod u lation  st rategi es  are u s e d  in m u ltilevel powe r  co nversio n  appli c at ion s . In this p r op osed topol ogy two meth od s  are   use d .  1. Equal Amplitude Ca rri ers   2. Un Equal  Amplitude Ca rrie r s  (or) Variable Amplitu de Ca rri ers (VAC)    3.1. Equal Amplitude Carriers     In this m e tho d , all the tri a ngula r   carrie rs  u s ed  will  h a ve the  same  amplitud e. T he PWM   method s u s e d  are P D PWM, PODPWM , APODPWM  and COPWM with sin e , THI, trape zoi dal,  TAR a nd  ste pped  wave re feren c e s . Fig u re  2 to  4  sh ows the  sam p le  carrie r a r rangem ent, ou tput  voltage an d  FFT plot fo r  PDPWM  strategy with  sin e  refe ren c e  (m a  = 0.8  and  m f =20 ) . Where  m a   and m f  are the amplitude a nd frequ en cy modulatio n in dex.    Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
                             ISSN: 23 02-4 046                     TELKOM NI KA  Vol. 15, No. 2, August 2015 :  229 –  236   232       Figure 2. Sample ca rri er a rra ngem ent for  equal am plitu de ca rri ers wi th PDPWM st rategy  (sin e refe ren c e for m a  = 0.8  and m f  = 20 )   Figure 3. Sample Output  voltage of five level  inverter b a se d on equ al a m plitude carri e rs  with PDPWM s t rategy (s ine referenc e for m a  =  0.8 and m f  =20)          Figure 4. Sample THD plo t  for five level output  voltage based on e qual amplitu d e  carrie rs  with  PDPWM  strat egy  (sin e refe ren c e for m a   = 0.8 and  m f  =20 )       3.2. Un Equal Amplitude Carriers (or)  Variable Am plitude Carriers (VAC)  In this metho d , all the triangula r  ca rri ers  used will n o t have the same amplitu d e. The   PWM methods  us ed  are  UEAPD (Un Equal  Amplitude Phas e  Dis p os ition) PWM,   UEAPODP WM, UEAAPODPWM and UEACOPWM wi th s i ne,  THI, trapezoidal  and TAR   referen c e s . Figure  5 to 7  sh ows the  sam p le ca rrier  arrangem ent, ou tput voltage a nd FFT  plot for  PDPWM  stra tegy  with si n e  refe ren c e  ( m a  = 0.8 a n d  m f =20 ) . Fig u r e 8 to  10  sh ow the  sa mp le   referenc e waveforms .  m a  is va ried  from  1 to  0.6  for  equal  amplitu de  ca rrie r   m e thod s. In E A C  method if m a  i s  vari ed from  1 to 0.5 1  the n  the inve rter  will  wo rk  as  a five level in verter  and if t he  m a  is varie d  from 0.5 to  ze ro then th e in verter  will  wo rk a s  a th ree  level inverter.  But in case  of  UEAC method if m a  is vari ed from  1 to  0.26 then th e  inverter  will  work a s  a five l e vel inverte r   and   if the m a  is varied from 0.25 to zero then the inve rter  will work as a  three level inverter.   Whe r e,     m a  c A m=   A            ( 1 )     c f  m f m=   f           ( 2 )   m f1  - Frequ en cy modulatio n index for up per an d lower carriers.   m f2  - Frequ en cy modulatio n index for interme d iate carriers.       Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
TELKOM NIKA   ISSN:  2302-4 046     Asse ssm ent of Equal and  Une qual Am plitude Ca rri ers for a 1 Φ  Fi ve… (P.Sure s hpan diarajan )  233       Figure 5. Sample ca rri er a rra ngem ent for  uneq ual ampl itude ca rri ers with PDPWM   strategy (sin e  refere nce for m a  = 0.8 and  m f  =20 )   Figure 6. Sample output voltage of five level  inverter b a se d on une qual  amplitude  ca rriers  with PDPWM s t rategy (s ine referenc e for m a  =  0.8 and m f  =20)          Figure 7. Sample THD plo t  for five level output  voltage based on u nequ al amplit ude carriers  with  PDPWM  strat egy  (sin e refe ren c e for m a   = 0.8 and m f  =20 )             Figure 8. Sample ca rri er a rra ngem ent for  uneq ual ampl itude ca rri ers with PDPWM   s t rategy (THI  referenc e for  m a  = 0.8 and  m f  =20 )   Figure 9. Sample ca rri er a rra ngem ent for  uneq ual ampl itude ca rri ers with PDPWM   strategy  (t rap e zoi dal refe re nce for m a  =  0.8  and m f  =20)          Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
                             ISSN: 23 02-4 046                     TELKOM NI KA  Vol. 15, No. 2, August 2015 :  229 –  236   234   Figure 10. Sample ca rri er a rra ngem ent for une qual  a m plitude carri e rs  with PDP W M strategy  (TAR referenc e for m a  = 0. 8 and m f  =20)      4. Simulation Resul t s   The follo wing  para m eters  are u s e d  for t he sim u lation  V dc  = 200V,  R (Re s ista nce) =  100   ohms,  C1’ = C2’= 47 00µF,  C3’ = 10 00µF,  C4’=150 0µF ,  C5’=3 000µ F, A c  (Amplitude of the ca rrie r   sign al)  =  0.5, 1 an d 1.5, A m  (Amplitude   of the mo dul ating  signal  = 2, f c  (fre que ncy of the  ca rrie r   sign al) = 10 0 0  Hz an d 200 0Hz and f m  (freque ncy of the modulatin g sign al) = 50  Hz. Tabl e 1 and  2 sh ows the  THD  and V RM S  values for t he propo se d  five level inverter. In table s  it is rep r e s en ted   as 3-l e vel for  m a  = 0.5 to 0.3. The equal  amplitude  ca rrier meth od s will give five levels only up  to   m a  = 0.59  bu t the UEAC  method  will g i ve five levels up to m a  =  0 . 26. The tabl es  comp are the  total harmo ni c disto r tion a nd voltage in  terms of RMS for variou s re feren c e s  and  carrie rs.       Table 2. %THD for five level output voltage ba sed o n  equal am plitu de and u neq u a l amplitude  carrie rs  with variou s mod u lation indi ces  Ref.   m a   %  TH D  for 5-le v e l  in v e rter   PDPWM PO DPWM A P O DPWM COPWM   PD  UE A P D   POD  UE A P OD   A P OD   UE A A P O D   CO UE A C O  Sine reference   1 26.85   27.55   26.57   27.35   26.85   27.21   26.85   30.22   0.9 33.11 31.52   32.66 31.74 33.11 31.81 33.11   34.43 0.8 38.47 35.10   37.66 35.38 38.47 35.36 38.47   37.90 0.7 42.02   38.21   41.85   38.19   42.02   38.25   42.02   40.68   0.6 44.51   39.61   43.45   39.70   44.51   39.60   44.51   43.58   0.5  3- leve l  40.62   3- leve l   40.51 3- leve l   40.59 3- leve l   46.2  0.4 40.53   42.70 40.38 49.31 0.3 42.57   43.52   41.5  60.03   THI ref e renc e   1 27.58   32.18   28  32.30   28.09   32.49   33.28   33.55   0.9 35.53 35.72   35.80 35.62 35.8 35.82 37.94   37.64 0.8 41.34 39.84   41.40 39.99 41.43 39.91 41.52   41.49 0.7 43.92   43.26   43.77   43.27   43.92   43.18   45.87   44.73   0.6 43.08 45.41   42.92 45.56 43.05 45.54 52.52   47.46 0.5  3- leve l   45.54   3- leve l   46.06 3- leve l   45.84 3- leve l   48.80 0.4 44.80   44.87   44.89   48.61   0.3 39.20   39.2  39.27   51.38   Trapezoidal  referenc e   1 22.36 26.48   22.40 26.49 22.45 26.58 29.41   29.25 0.9 31.50 32.08   31.42 32.25 31.67 32.13 34.33   34.02 0.8 37.50   36.68   37.62   36.84   37.37   36.80   39.58   38.49   0.7 41.85   40.22   41.77   40.28   41.96   40.39   44.12   42.04   0.6 42.18 42.52   42.37 42.68 42.28 42.71 48.75   45.11 0.5  3- leve l   44.13   3- leve l   44.14 3- leve l   44.24 3- leve l   46.78 0.4 43.23   43.04   43.10   48.07   0.3 39.12   39.22   39.17   48.71   TAR refe renc e   1 34.76   37.50   34.67   37.70   34.67   36.29   42.29   38.98   0.9 42.96 42.62   42.35 42.78 42.53 39.42 47.09   43.34 0.8 49.75 47.13   48.26 47.34 49.35 42.49 51.63   48.14 0.7 53.88   50.27   51.64   50.41   53.84   46.32   55.76   52.36   0.6 55.06   52.99   52.38   52.59   54.70   49.32   58.90   55.89   0.5  3- leve l   54.34   3- leve l   54.12 3- leve l   51.99 3- leve l   58.66 0.4 54.70   55.28 54.5 60.36 0.3 50.80   51.86   59.15   61.60   0 0. 0 0 2 0. 0 0 4 0. 0 0 6 0. 008 0. 0 1 0. 012 0. 0 1 4 0. 0 1 6 0. 018 0. 0 2 -2 -1. 5 -1 -0. 5 0 0. 5 1 1. 5 2 Ti m e  i n  s e c A m pl i t ud e i n   v o l t s Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
TELKOM NIKA   ISSN:  2302-4 046     Asse ssm ent of Equal and  Une qual Am plitude Ca rri ers for a 1 Φ  Fi ve… (P.Sure s hpan diarajan )  235 Table 3. V RM S  (fundam ental ) for five level output voltage based on e qual amplitu d e and un equ a l   amplitude  ca rriers with vari ous mo dulati on indi ce s  Ref.   m a   V RM S  (Funda me ntal)  for 5 - le v e l i n v e rter   PDPWM PO DPWM A P O DPWM COPWM   PD UE A P D  PO D U E A P O D A P O D U E A A P OD CO UE A C O Sine reference   1 70.63 76.7  70.51 76.85 70.32 76.79 70.63   77.5  0.9 63.52 71.97   63.29 71.96 63.52 71.91 63.52   72.89   0.8 56.42 67.19   56.52 67.27 56.42 67.13 56.42   68.25   0.7 49.2  62.04   49.21 62.13 49.2 65.05 49.2  63.63   0.6 42.17 57.21   42.36 57.24` 42.17 57.2 42.17   58.74   0.5  3- leve l  52.07   3- leve l   52.04   3- leve l   52.03   3- leve l   53.7  0.4 46.45   46.38 46.46 48.01   0.3 39.83   41.20 41.30 40.04   THI ref e renc e   1 81.85 84.53   81.81 84.46 81.73 84.43 84.17   84.73   0.9 73.66   78.74   73.63   78.83   73.6  78.75   78.75   79.54   0.8 65.37 73.41   65.44 73.22 65.39 73.39 73.59   74.29   0.7 57.08 67.78   57.09 67.78 56.98 67.82 67.97   69.17   0.6 48.78 62.34   48.8 62.2 48.87 62.23 61.31   63.92   0.5  3- leve l   56.75   3- leve l   56.63   3- leve l   56.79   3- leve l   58.47   0.4 50.81   50.78 50.79 53.01   0.3 44.69   44.79 44.78 46.05   Trapezoidal  referenc e   1 82.84 84.94   82.82 84.92 82.86 84.96 84.63   85.24   0.9 74.46   79.41   74.56   79.38   74.41   79.36   79.26   79.98   0.8 66.11 73.77   65.89 73.77 66.12 73.75 73.66   74.72   0.7 57.75 68.17   57.92 68.19 57.59 68.14 68  69.5  0.6 49.35 62.63   49.36 62.59 49.4 62.61 61.95   64.02   0.5  3- leve l   56.79   3- leve l   56.71 3- leve l   56.83 3- leve l   58.59   0.4 50.89   51.15 50.87 52.87   0.3 44.76   44.67 44.62 46.62   TAR refe renc e   1 75.94 77.97   75.86 77.94 75.86 77.39 76.79   78.43   0.9 68.31 73.02   68.03 72.88 68.84 73.48 71.89   73.72   0.8 60.74 67.96   60.14 67.68 61.68 69.45 67.02   68.75   0.7 52.81 62.64   52.34 62.33 53.76 65.46 62.06   63.71   0.6 45.18 56.93   45.22 56.96 45.93 61.51 56.91   58.33   0.5  3- leve l   51.33   3- leve l   51.48 3- leve l   57.34 3- leve l   53.02   0.4 45.61   45.46 45.68 47.69   0.3 40.29   40.13 34.2 42.73       4. Conclusio n   The propo se d work comp are s  the vari ous p u lse wi dth modulati on tech niqu e s  for the  cho s e n  si ngl e pha se  half  bridg e  DCM L I. For all the  PWM st rategi es a nd  refere nce s  the  UE AC   prod uces l e ss T HD  and hi gher fu nda m ental RM S  (Root Mean S q uare )  valu es  except fo r m a  =1.   For m a  =1 the  EAC provide s  less THD (Total Ha rmon ic Di stortion ) and high er fu ndame n tal RMS  (Ro o t Me an  Square) val u es fo r  all the   PWM m e tho d s  and  refe re nce s . T able  2 an d 3  di spl a ys  the total harmonic di sto r tion and outp u t  fundament al  voltages for  variou s PWM  techniq u e s  and  r e fe re nc es .       Referen ces   [1]    J Chiass on J,   T o lbert LM, McKennz ie K, Z  Du . A complete so luti on  to the harmo n i c elimi nati o n   prob lem.  IEEE Trans. On Power Electronics.  200 4; 19(2): 49 1-49 9.  [2]    Di xon J u a n , Lu is Moran. H i gh  level m u ltistep   inverter o p timi zation  usin g a  minimum  num ber of p o w e r   transistors.  IEEE Trans. on Power Electronics .  2006; 21( 2): 330-3 37.   [3]    W e lls JR, Gen g  X,  Cha p ma n  PL, Krein PT , Nee BM. Mo d u lati on b a se d  harmo nic e limi natio n.  IEEE  T r ans. on Pow e r Electron ics.  200 7; 22(1): 33 6-34 0.   [4]    Urmila B, Sub bara y u du D.  Multilev e l Inve rter s: A comparative stud y  of  pulse  w i dth  modul ati o n   techni qu es.  Journa l of Scienti f ic & Engine eri ng Res earch.  2 010; 1(3): 1-5.   [5]    F a rid kho u ch a ,  Mouna S o u m ia La go un,  Adel aziz Kh el oui, Mo hame d  EI Hachemi  Benb ouzi d . A   comparis io n of  s y mmetric al  and  as ymmetrical T h ree-p h a s e H-Brid ge  multilev e l i n ve rter for DT C  Inductio n  moto r drives.  IEEE Trans. Energy  Conv ersion.  20 11; 26(1): 6 4 -7 2.  [6]    Nami A, Z a re F ,   Ghosh A, Blaab jerg F .  A Hybr id  Casc ad e d  converter top o lo g y   w i t h  seri es conn ected   s y mmetric al a nd As ymmetri c al Di ode- Cla mped H-Br idg e  cells.  IEEE Transactions  on Pow e r   Electron ics,  20 11; 26(1): 5 1 -6 5.  [7]    Kang arlu M.F ,  Baba ei E, La ali S.   S y mmet r ic  multilev e l  i n verter  w i t h  red u ced com p o n e n ts base d  o n   non- insu late d dc voltag e sour ces.  IET  on Pow e r Electronics .  2012; 5(5): 57 1-58 1.  Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
                             ISSN: 23 02-4 046                     TELKOM NI KA  Vol. 15, No. 2, August 2015 :  229 –  236   236 [8]    Kang arlu  MF , Baba ei  E. A G ener aliz ed  Cas c ade d Mu ltil ev el Inv e rter Us i ng S e ries  C o n nectio n   of Su b   multilev e l Inver t er.  IEEE  Transactions on Power Electronics .  2013; 28( 2): 625-6 36.   [9]    Baba ei E, Alil u S, Laal i S. A Ne w  Gen e r a l  T opolo g y  f o r Cascad ed M u ltilev e l Inv e rters Base d o n   Devel o p ed H- b r idg e .  IEEE Transacti on o n  Industria l Electro n ics.  201 4; 61( 8): 3932- 39 39.   [10]    Baba ei E,  La ali  S, Ba yat Z .  A Sing le-Ph a se  Casca ded  Mu ltileve l  Inverter  Based on a  N e w   Bas i c  U n i t   W i th Reduc ed  Numb er of Pow e r S w itch es.  IEEE Trans. Power Electron.  2015; 62( 3): 922 -929.         Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.