I n d on e s i an   Jo u r n al   o El e c t r i c al   En gi n e e r i n g   an d   C o m p u te r   S c i e n c e   V o l .   17 ,   N o .   3 M a r c 20 20 ,   pp.   1 6 0 7 ~ 1 6 1 7   IS S N :   2502 - 4752 ,   D O I :   10. 1 1591 / i j e e c s . v 1 7 .i 3 . pp 1 6 0 7 - 1 6 1 7             1607       Jou r n al   h o m e pa ge ht t p: / / i j e e c s . i a e s c or e . c om   T h i r d   h a r m o n i c   i n j e c t i o n   PW M   t e c h n i q u e   f o r   m a x i m i z i n g     DC - B U S   u t i l i z a t i o n   o f   Fi v e - Ph a s e   V S Is       Y as i r   M . Y .   A m e e n 1 Bas h ar   A .   F ad h e e l   2 A l i   J .   M ah d i 3   1 E l e c t r i c a l   E n g i nn e r i ng   D e pa rt m e nt ,   E ngi n e e ri n g   Co l l e a ge ,   M o s ul   U n i v e r s i t y ,   I r a q   2 B i o m e di c a l   E ng i ne e r i ng   D e p a r t m e n t ,   E ng i n e e r i ng   C o l l e g e ,   K e r ba l a   U n i v e r s i t y ,   I r a q   3 E l e c t r i c a l   a nd   E l e c t r o n i c   E ng i ne e r i ng   D e p a r t m e n t ,   E ng i ne e r i ng   C o l l e g e ,   K e r b a l a   U ni v e r s i t y ,   I r a q       A r ti c l e   I n fo     A B S TR A C T     Ar t i c l e   h i s t or y :   R e c e i v e J ul   10,   20 19   R e v i s e S e p   12 ,   201 9   A c c e pt e S e p   26 ,   201 9       N o w a da y s ,   a pp l i c a t i o ns   o f   a dv a nc e po w e r   e l e c t r o ni c   t e c hno l o gy   e na bl e   pr o duc i ng   a A C   s uppl y   w i t a   ph a s e   num be r   h i g he r   t ha t h r e e - ph a s e .     F i v e - pha s e   v o l t a g e   s o u r c e   i nv e r t e r s   ( 5P h - V S I )   ha v e   be e us e i n   a dv a nc e po w e r   e l e c t r o ni c   dr i v e s   t o   i m pr o v e   t he   r e l i a b i l i t y   of   t he   dr i v e   s y s t e m   a nd  t o   bo o s t   t he   po w e r   c a pa b i l i t y   o f   t he   c o nv e r t e r   a s   w e l l   a s   t o   t h e i r   o t h e r   i nhe r e n t   m e r i t s .   T h i s   p a pe r   s ho w s   t he   m a t he m a t i c a l   a na l y s i s   a nd  s i m u l a t i o o f   t he   t hi r d   ha r m o ni c   i n j e c t i o n - pul s e   w i dt m o dul a t i o ( T H I - P W M )   5P h - V S I   c o nne c t e w i t i nduc t i v e   l o a i t hr e e   s c e na r i o s   i . e .   s t a r ,   pe nt a g o a nd  pe nt a c l e .   T he   pr e s e nt e T H I - P W M   t e c hni qu e   f o r   a   5P h - V S I   a i m s   t o   i nc r e a s e   t he   i nv e r t e r   f un da m e n t a l   v o l t a g e   a nd   he nc e   t o   m a x i m i z e   t h e   u t i l i z a t i o o f   D C   bus   w i t ho ut   c a us i ng   o v e r - m o dul a t i o n .   T h e   s i m u l a t i o r e s ul t s   a r e   c om pa r e d   w i t t y pi c a l   s i nu s o i da l   pu l s e   w i d t h   m o dul a t i o ( S P W M )   a nd  t h e   10 - s t e m o de   o pe r a t i o n.   T he   p r o po s e s c he m e   m a y   be   c o ns i de r e a s   a   c om pr o m i s e   c a s e   be t w e e t h e   t w o   r e f e r e nc e s   c a s e s ;   a s   l o w   ha r m o ni c   c om po ne nt s   c om pa r e d   w i t 10 - s t e m o de   o pe r a t i o a nd   a   hi g ut i l i z a t i o f a c t o r   c om pa r e d   w i t h   S P W M .     Ke y w or ds :   DC - B us   ui t i l i z a t i o n   F i v e - ph a s e   V S I   P ow e r   e l e c t r o n i c   c o n v e r t e r s     P W M   t e c hn i q ue s   T h i r d   ha r m o n i c   i n j e c t i o n   C opy r i gh t   ©   2020   I n s t i t ut e   o f   A dv anc e E ng i ne e r i ng   and   S c i e nc e .     A l l   r i gh t s   r e s e r v e d .   Cor r e s pon di n g   Au t h or :   D e pa rt m e n t   o f   E l e c t ri c a l   E ngi n e e ri n g ,     Co l l e ge   of   E n gi n e e r i n g ,   U n i v e r s i t y   of   M o s ul ,   M o s ul ,   I ra q.   E m a i l :   y a s i r _7520 00@ y a h o o . c o m       1.   I N TR O D U C TI O N     T h e   D C/ A c o n v e rt e r s   a r e   w i de l y   us e i n   e l e c t r i c   d ri v e s .   In   ge n e r a l ,   t h e s e   c o n v e r t e r s   a r e   us e t o   ob t a i n   a   s i n gl e - p ha s e   o r   t hr e e - p h a s e   v o l t a ge   s o ur c e   (3P h - V S I)  a t   t h e   r e qui r e v o l t a ge   a n f r e que n c y .   D ue   t i m p r o v e m e n t s   i po w e r   e l e c t r o ni c   t e c n o l o gi e s ,   i t   b e c o m e s   po s s i b l e   t o   de s i gn  a   v o l t a ge   s o ur c e   i n v e r t e r,     V S t h a t   s uppl i e s   a   l o a g r e a t e r   t h a t hr e e - p h a s e .   T hi s   di r e c t i o n   o f   r e s e a r c h   w i l l   i n c r e a s e   t h e   r a t i n o f   t h e   pow e r   c o n v e r t e r s .   P r e v i o us l y ,   t h e   m a xi m u m   ra t i n o f   t h e   pow e r   c o n v e r t e r   w a s   r e s t ri c t e a t   a   c e r t a i n   l e v e l   du e   t o   t h e   po w e r   l i m i t s   o f   t h e   s e m i c o n duc t o r   s w i t c h e s .   I n   o r de t o   ove r w h e l m   t h e   di l e m m a   t w o   a ppr o a c h e s   a r e   s t a t e i n   t h e   l a s t   t hr e e   de c a de s   t ha t   a r e ,   e i t h e r   b y   i n c r e a s i n t h e   n um b e r   o f   ph a s e s   o r   by   i n c r e a s i n t h e   n u m b e r   o f   v o l t a ge   l e ve l s   [1 - 3].   I n   f a c t ,   m u l t i - p ha s e   s y s t e m s   s uc h   a s   a   5P h - V S ha v e   a ddi t i o na l   m e r i t s ,   pa r t i c ul a rl y   w h e n   us e a s   a   d ri v e r   f o r   m u l t i - p ha s e   e l e c t r i c   m a c hi n e s ,   s uc h   a s :   t h e   ri pp l e   o f   D C - b us   vo l t a ge   i s   l o w e r ,   a   hi g h   t o l e r a n c e   u n de r   a   w i de   r a nge   o f   f a ul t s ,   i n c r e a s i n i n   r e l i a b i l i t y   a n de c r e a s i n l i n e - c urr e nt   f o r   t h e   s a m e   po w e r   c a p a c i t y   [4 - 7].   N um e r o us   w o r ks   h a v e   b e e n   de v e l o p e o n   5P h - V S i n   l i t e ra t ur e .   O n e   o f   t h e   m a i c o n c e rn s   o f   t h e s e   w o r ks   i s   t o   i n c r e a s e   t h e   ut i l i z a t i o n   f a c t o r   o f   t h e   i n pu t   D C - b us   v o l t a ge .   T w o   m e t h o ds   ha v e   be e n   p r e s e n t e t a c hi e v e   t h i s   i s s ue ,   e i t h e r   us i n ( i c a rr i e r - b a s e P W M   w i t h   a   z e r o - s e que n c e   h a r m o n i c   i n j e c t i o n   o r   (i i s pa c e - v e c t o r   P W M .   T h e   c a rri e r - b a s e P W M   w i t a   z e r o - s e que n c e   ha r m o n i c   i n j e c t i o f o r   5P h - V S Is   i s   di s c us s e d     i n   [8 - 10] .   T h e y   s h ow e t h a t   t h e   i n j e c t i o n   o t h e   f i f t h   ha r m o ni c   i n   t h e   f un d a m e n t a l   r e f e r e n c e   s i gna l s   i n c r e a s e s   Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
                                IS S N :   2502 - 4752   In do n e s i a J   E l e c   E ng  &   Co m S c i ,   V o l .   17 ,   N o .   3 M a r c 20 20  :     1 6 0 7   -   1 6 1 7   1608   t h e   f un d a m e n t a l   o ut p ut   v o l t a ge   a n h e n c e   i n c r e a s e s   t h e   D C - b us   ut i l i z a t i o n   by   5. 15% ,   c o m pa r e t o   t h e   s i nus o i da l   P W M   w i t h o ut   i n j e c t i o n   t e c hn i que s .   I n   t h e   c a s e   of   s pa c e - v e c t o r   P W M ,   a n   i n c r e a s e   i D C - b us   ut i l i z a t i o n   w i t h   t h e   s a m e   pe r c e n t a ge   i s   a l s o   ob t a i n e a n i t   i s   w e l l   e s t a b l i s h e i n   [9 ,   11] .   It   i s   n o t e w o r t h y   t m e nt i o t ha t ,   f o r   a   3P h - V S I,   b o t h   m e t h o ds   a l l o w   a n   i n c re a s e   up  t o   15. 47 r a t h e r   t ha n   5. 1 5%  [1 2 - 13] .     T h e   t hi r a n f i f t h a rm o ni c s   w i t t h e i o dd  m u l t i pl e s ,   t r i p l e   a n qui nt upl e   ha rm o n i c s ,   a r e   t h e   z e r o   s e que n c e   c o m po n e n t s   f o r   t h e   t hr e e   a nd  f i v e   pha s e   s y s t e m s ,   r e s pe c t i v e l y .   T h e r e f o r e ,   t h e   i n j e c t i o n   o f   s uc h   c o m po n e nt s   do e s   n o t   c a us e   t h e   e m e r ge n c e   o f   t h e   i n j e c t e ha r m o n i c - o r de i t h e i r e l a t e s y s t e m .   H ow e ve r ,   u n l i ke   t hr e e - pha s e   s y s t e m s ,   t h e   pr e s e n c e   of  t h e   t h i r d - ha rm o ni c   c o m po n e n t   i n   t h e   5P h   s y s t e m   m a y   b e   us e f ul   fo r   s o m e   a ppl i c a t i o n s .   I n   ge n e ra l ,   s o m e   l i t e r a t u r e s   [14 - 18]  h a v e   be e n   m e n t i o n e t h a t   i n j e c t i o n   o o dd  h a rm o n i c   o r de r   l e s s   t ha n   num b e r   o f   ph a s e s   (i . e .   l e s s   t h a n   5 - o r de r   f o r   t h e   5P h   s y s t e m ),   w i t h   t h e   f unda m e nt a l   c o m po n e nt ,     c a n   i m p r o v e   t h e   de v e l o pe e l e c t r o m a g n e t i c   t o r que   c a pa b i l i t i e s   f o r   t h e   m ul t i p ha s e   m o t o r   of   c o n c e n t ra t e d   w i n di n gs .   A c c o r di n t o   pr e v i o us   r e s e a r c h   f i n di ngs ,   t h i s   pa pe r   p r o po s e s   t us e   T H I - P W M   w i t h   t h e   5P h - V S Is ,   i n s t e a o f   f i f t h   ha r m o n i c   i n j e c t i o n   P W M   s c h e m e ,   i n   o r de r   t o   m a xi m i z e   t h e   dc - b us   ut i l i z a t i o n   c o m pa r e t o   c o n v e n t i o n a l   S P W M .   B e s i de s ,   i t   s h o w s   a n   i m p r o v e m e n t   i n   T H D   us i n g   t hi s   s c h e m e   c o m pa r e t o   t h e   10 - s t e o pe r a t i o n   m o de .   T h e   s t udy   i n v e s t i ga t e s   t h e   a b ov e   a s pe c t s   a t   t h e   po s s i b l e   c o n n e c t i o n s   o f   a   5P h   l o a d,   pe nt a go n ,   s t a r ,   a n pe nt a c l e   c o nn e c t i o n s .       2.   5P h - V S I   O P ER A TI O N   M ET H O D O L O G Y .   F i gu r e   s h o w s   t h e   po w e r   c i r c ui t   t o po l o g y   of   t h e   5P h - V S I.   It   c o n s i s t s   o f   f i v e   i n v e r t e r   l e gs .   It   us e t s uppl y   a   5P h   l o a f r o m   a   c o n s t a nt   D s o u r c e .   T h e   g a t i n s i gna l   o f   5P h - V S Is   s h o ul b e   de l a y e o r   a dv a n c e by   (2π / 5)  c o n c e r ni n e a c h   o t h e r   t o   ob t a i n   b a l a n c e vo l t a ge s .   T h e   f o l l ow i n s e c t i o n s   s h ow   t h e   pos s i b i l i t i e s   o i t s   l o a c o nn e c t i o n s   a nd  s o m e   o f   t h e   us e f ul   fo r m u l a e   t o   u n de r s t a n d   a nd  a n a l y z e   i t s   o pe r a t i o c o n c e pt s .           F i gu r e   1 .   5p h - V S t o po l o g y       2. 1 .       Lo ad   C o n n e c t i o n s   F o r   A   5P h - VSI.   D e l t a   a n s t a c o nn e c t i o n s   a r e   t h e   f a m o us   a rr a nge m e n t s   fo r   t h e   3 - p ha s e   s y s t e m .   I n   f a c t ,   o t h e c o n n e c t i o n s   a r e   a v a i l a b l e   i n   m u l t i p h a s e   s y s t e m s .   In   ge n e r a l ,   f o r   a n y   o dd  n u m b e r   o f   ph a s e s   ( u ) ,   t h e r e   a r e   ( + 1 2 )   di f f e r e n t   c o nn e c t i o n s   a l l o w e [ 19 ].   F o a   5P l o a d,   t h e r e   a r e   t hr e e   po s s i b i l i t i e s   o f   t h e   c o nn e c t i o n s :     a   s t a r ,   pe nt a go n,   a nd  pe n t a c l e   [20]   a s   i l l us t ra t e i F i g u r e   2 .   F i gu r e   s h o w s   t h e   v e c t o r   di a g ra m   o f   ph a s e   a n l i n e   v o l t a ge s   f o r   5 - p l o a c o nn e c t i o n s .   B a s e o t hi s   d i a g r a m   t h e   f o l l ow i n f o r m ul a e   c a n   b e   de uc e d:   A s s um i n V V V c   V ,   a n V e   a r e   t h e   p h a s e   v o l t a ge s   w i t h   u ni t y   m a g n i t ude s ,   i . e   V a =   1 0 o   t h e V ab   ,   V bc   ,   V cd   ,   V de   ,   a n d   V ea   a r e   t h e   v o l t a ge   b e t w e e n   t w a dj a c e n t   l i n e s ,   w h e r e   V ab = ( ( 5 5 ) / 2 ) 54 o ,   i . e .   i t s   m a g n i t ude   i s   a b o ut   1. 175  t i m e s   t h e   m a g ni t ude   of   t h e   pha s e   vo l t a ge   a n l e a d i n t h e   p ha s e   vo l t a ge   b y   (3π / 10) .           F i gu r e   2 .   P o s s i b i l i t i e s   o f   l o a c o nn e c t i o n s   o f   5 - ph;   ( a )   s t a r,   ( b pe n t a go a nd  (c )   pe nt a c l e   Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
In do n e s i a J   E l e c   E ng  &   Co m S c i     IS S N :   2502 - 4752       T hi r har m on i c   i n j e c t i o n   P W t e c hn i que   f or   m a x i m i z i ng   DC - BU S   ut i l i z a t i o o f   ( Y as i r   M . Y .   A m e e n )   1609       F i gu r e   3 .   Ve c t o r   pl o t s   o f   f i ve   pha s e   v o l t a ge s       W h e r e a s ,   t h e   v o l t a ge   b e t w e e n   t w o   n o n - a dj a c e n t   l i n e s   a r e   V ac ,   V bd ,   V ce ,   V da a nd   V eb ,   w h e r e   V ac = ( ( 5 + 5 ) / 2 ) 18 o   t ha t   e qua l   a b o ut   1. 9 02   t i m e s   t h e   m a g ni t ude   o f   t h e   pha s e   v o l t a ge   w i t / 1 0)   p ha s e   a ngl e   s h i f t .     T h e s e   s i m p l e   r e l a t i o n s   c a b e   us e l a t e t o   v e r i fy   t h e   s i m ul a t i o n   r e s ul t s .     2. 2 .       10 - S te p   O p e r at i o n   M o d e   o 5P h - VSI   F o r   a   3P h - V S I,   w h e n   e a c h   IG B T   i s   c o n duc t i n f o r   180° ,   t he   ph a s e   v o l t a ge   a c r o s s   t h e   Y - c o n n e c t e l o a c o n s i s t s   o f   6 - s t e ps   f o r   e a c h   c y c l e .   T h e   l i n e   a n p h a s e   v o l t a ge s   a r e   e xp r e s s e us i n F o u r i e r   s e r i e s   i ( 1 )   a n ( 2 ) ,   r e s pe c t i v e l y   [21]:      = 4   si n  2 si n  3 si n [ (  + 6 ) ] = 1 , 3 , 5   (1)      = 4   3 si n  2 si n  3 si n [ (  + 6 ) 6 ] = 1 , 3 , 5   (2)     T h e   di s a ppe a ra n c e   of   t h e   t h i rd  h a rm o ni c   a n i t s   m u l t i pl i e r s   i n   b o t h   o ut put   p ha s e   a nd  l i n e   v o l t a ge s   c a n   b e   o bs e r v e f r o m   t h e s e   e qua t i o n s .   W h e r e a s   i n   5P h - V S I,   w h e e a c h   IG B T   i s   c o n duc t i ng  f o r   180° ,     t h e   pha s e   v o l t a ge   a c r o s s   t h e   5P h   c o nn e c t i o n s   l o a i s   f o r m e d   of   10 - s t e ps   a s   s h o w n   i n   F i gu r e   [22] .   T h e   l o a pha s e   v o l t a ge   a n t h e   v o l t a ge s   b e t w e e n   t w o   a dj a c e n t   a nd  n o na dj a c e n t   l i n e s   c a b e   e xpr e s s e i F o ur i e r   s e r i e s   a s   f o l l ow s :      = 2   si n (  ) = 1 , 3 , 7 , , 5 , 15 , 25   (3)      = 4   si n  5 si n [ (  + 3 10 ) ] = 1 , 3 , 5 ,   (4)      = 4   c o s  10 si n [ (  + 10 ) ] = 1 , 3 , 5   (5)       A s   s h o w n   i n   (3)  a nd  (4)  s h o w   t h e   e xi s t e n c e   of   t h e   t hi r ha r m o n i c s   c o m po n e n t   a n i t s   m u l t i pl e s .     T h e   r e l a t i o n s   b e t w e e n   t h e   m a g n i t ude s   i n   ( 3 - 5)  f o r   t h e   f unda m e n t a l ,   n = 1,   o r   e v e n   f o r   a n y   h a r m o n i c   i f   i t s   s e que n c e   i s   t a ke n   t o   a c c o un t ,   r e a l i z e   t h e   p r e v i o us   r e l a t i o n s   d e duc e f r o m   t h e   p ha s o r   di a g r a m   o f   F i gur e   3 .   Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
                                IS S N :   2502 - 4752   In do n e s i a J   E l e c   E ng  &   Co m S c i ,   V o l .   17 ,   N o .   3 M a r c 20 20  :     1 6 0 7   -   1 6 1 7   1610     (a )     (b )     F i gu r e   4 .   ( a )   180 o   c o n duc t i o s e que n c e s ,   (b P h a s e   t o   n e ut r a l   v o l t a ge   f o r   s t a c o nn e c t i o l o a d       3.   TH I - P WM   S C H E M E   T o   i n c r e a s e   t h e   D C - b us   ut i l i z a t i o n   f o r   t h e   3P h - V S Is ,   t h e   t hi r h a rm o n i c   w i t h,   o r   w i t h o ut   i t s   o dd   m ul t i p l i e r s   c a n   b e   i n j e c t e i nt o   t h e   r e f e r e n c e   s i g n a l   o f   t h e   P W M   ge n e ra t o r.   A s   m e n t i o n e p r e v i o us l y ,     t h e s e   h a rm o ni c s   h a v e   a   z e r o - s e que n c e   t h a t   do   n o t   a p pe a r   i n   t h e   l i n e   v o l t a ge   o f   3P h - V S o ut put .   I n   t h e   c a s e   o t h e   5P h - V S Is ,   t h e   t hi r ha rm o n i c   i s   c o n s i de r e a   n o n - z e r o - s e que n c e   h a rm o ni c .   If   t hi s   h a rm o ni c   i s   i n j e c t e d   w i t h   t h e   r e f e r e n c e   s i gna l   o f   t h e   5P h   P W M   ge n e r a t o r ,   t h e n   i t   i s   e xpe c t e d   t s e e   t h i s   ha r m o n i c   c o m p o n e n t   i t h e   i n v e r t e r   o ut put   v o l t a ge s .   H ow e v e r ,   t h e   t hi r d - o r de h a rm o n i c   a l r e a dy   e xi s t s   i n   o ut pu t   v o l t a ge s   fo r   t h e   10 - s t e o p e r a t i o n   m o de .   B e s i de s ,   t h e   t h i rd  h a rm o ni c   m a y   be   s e e n   i n   t h e   o ut put   v o l t a ge   of  5P h - V S e ve n   w i t l a r ge   o r   m e di u m   s pa c e - v e c t o r   P W M   [ 9].   A t   a n y   r a t e ,   t h e   s t e ps   fo r   de t e r m i n a t i o n   o f   t h e   m a x i m u m   a m pl i t ude   v a l ue   o f   t h e   i n j e c t e s i g n a l ,   M 3 ,   t h a t   e n s u r e   t h e   l i n e a m o dul a t i o n   o f   t h e   T H I - P W M   a n t h e   m a x i m u m   ut i l i z a t i o n   o f   D C - b us   a r e   de m o n s t ra t e b e l ow   a n F i gu r e   re pr e s e n t s   t h e   i m pl e m e nt a t i o n   s t e ps .   A s   s h o w n   i n   (6)  de s c ri b e s   t h e   n e w l y   c o n s t r uc t e d   r e f e r e n c e   s i g n a l s   a f t e r   t h i r d   ha r m o n i c   c o m po n e n t   i n j e c t i o n .     _ = si n + 3 3                                                                             _ = si n ( 2 / 5 ) + 3 3 ( 2 / 5 ) _ = si n ( 4 / 5 ) + 3 3 ( 4 / 5 ) _ = si n ( 6 / 5 ) + 3 3 ( 6 / 5 ) _ = si n ( 8 / 5 ) + 3 3 ( 8 / 5 )   (6)     T h e   v a l ue   o f   M 3   t ha t   gi v e s   t h e   m a xi m um   ut i l i z a t i o n   o f   i n p ut   D C   s o ur c e   c a n   b e   de t e rm i n e a s   i l l us t r a t e i t h e   f o l l ow i n s t e ps ,   S te p   1 :   f o r m   t h e   n e w   f o r m ul a   o f   t h e   f un d a m e nt a l   c o m po n e n t   due   t o   t h i rd - h a rm o ni c   i n j e c t i o f o r   t h e   f i r s t   pha s e :     ( , 3 ) = _ = si n + 3 3   (7)     S te p   2 :   by   e qua l i ng  ( , 3 )   /   t o   z e r o ,   t h e   v a l ue s   o f     t ha t   gi v e   t h e   e xt r e m e   po i n t s   c a b e   o b t a i n e d:     3 = 1 ( 3 3 ( 9 3 1 ) 6 3 )   (8)     S te p   3 :   f i n d   ( , 3 )   at  = 3     ( 3 , 3 ) = 3 si n ( 3 c o s 1 ( 3 3 ( 9 3 1 ) 6 3 ) )   + 1 9 3 1 12 3   (9)     S te p   4 :   w h e n  ( 3 , 3 ) 3 = 0 ,   g i v e s   3 = 1 6   a t   t hi s   v a l ue     A s   s h o w n   i n   ( 8)  g i v e s   3 = 3     S te p   5 :   de t e r m i n e   ( , 3 )      = 3 = 3      3 = 1 6   y i e l ds : ( 3   , 1 6 ) = 3 2 = 0 . 866   G1                 G2               G3               G4               G5               G6               G7                 G8                 G9                 G 1 0                   2 10 4 10   6 10   8 10     12 10   14 10   16 10   18 10   2     V pha s e                                                                       3V dc /5                       2V dc /5               V dc /5             - V dc /5               - 2V dc /5             - 3V dc /5                                                                     2 10   4 10   6 10   8 10     12 10   14 10   16 10   18 10   2     Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
In do n e s i a J   E l e c   E ng  &   Co m S c i     IS S N :   2502 - 4752       T hi r har m on i c   i n j e c t i o n   P W t e c hn i que   f or   m a x i m i z i ng   DC - BU S   ut i l i z a t i o o f   ( Y as i r   M . Y .   A m e e n )   1611       F i gu r e   5 .   D e t e r m i n a t i o n   s t e ps   o f   t h e   i n j e c t e h a rm o ni c   a m p l i t ude   a nd  f i n d i n g   t h e   i n c r e a s e   i n   t h e   o ut pu t   f un da m e nt a l   s i g n a l       W h i c h   m e a n s   t ha t   t h e   pe a a m p l i t ude   v a l ue   o t h e   n e w l y   f orm e r e f e r e n c e   s i gna l   i s   e qua l   t o   0. 866,   t h e   pe a a m pl i t ude   v a l ue   o f   i t s   f un da m e nt a l   i s   a   u n i t y   a n d   t h e   pe a a m pl i t ude   v a l ue   o f   t h e   i n j e c t e t hi r ha r m o n i c   c o m po n e nt   i s   e qu a l   t o   1 6 .   I n   t h e   o t h e r   w o r ds ,   t h e   a m pl i t ude   o f   t h e   n e w l y   fo r m e r e f e r e n c e   s i g na l   a n d   c o n s e que n t l y   t h e   f u n da m e nt a l   v a l ue   c a b e   i n c r e a s e up   t o ( 2 3 = 1 . 1547 )   w i t h o ut   c a us i n g   a ov e r m o dul a t i o n;   i t   m e a n s   a i n c r e a s e   i n   t h e   u t i l i z a t i o pe r c e nt   f r o m   dc   s o ur c e   a b o ut   a pp r o xi m a t e l y   15. 47% .   H e r e ,   i t   i s   a pp r o p r i a t e   t o   s pe c i fy   t h e   f o l l ow i n gs :   T h e   r a t i o   o f   t h e   o ut put   f u n da m e nt a l   R M S   c o m po n e n t ,   V 1 (r ms ) ,   t o   t h e   m a i n   D C   b us   vo l t a ge ,   V dc ,   i s   de f i n e a s   t h e   D C   u t i l i z a t i o f a c t o r   a n d   c a n   b e   c a l c ul a t e f r o m   t h e   f o l l ow i n e qu a t i o n :       DC   u t i l i za t i o n   f a c t o r = 1 (  )  .   (10)     T h i r d   h a rm o ni c c o n t e nt   f a c t o r   i s   de f i n e a s   t h e   r a t i o   of  i s   t h e   t hi r h a rm o ni c   c o m po n e nt ,   V 3 (rm s )   t o   V 1 (rm s a n d   c a n   b e   de t e rm i n e d   a s   f o l l o w s :       Thi r d   h a r mo n i c   c o n t e n t   f a c t o r   = 3 (  ) 1 (  )   (11)   S t a rt   In p u t   t h e   f u n d a m e n t a l   r e f .   s i g n a l   (     1 = sin   )   C r e a te  t h e   n e w   r e f .   s i g n a                                                                             _       =   (   ,   3 ) =     1 +     3 = s in   +   3       3           F i n d   t h e   e x t r e m e   p o i n t s   b y   s e t t i n g                                             (     _       ) /    = 0   Ch o o s e   t h e   m o r e   s u i t a b l e   v a l u e   o t h e   e x t re m e   p o i n t s   fo t h e   s o l u t i o n .   L e t   i t   b e   =     3   ,   w h e r e     3          (   3 )   In p u t   t h e   i n j e c t e d   re f.   s i g n a l   (     3 =   3       3   )   F i n d       (   ,   3 )     a t     =   3   F i n d   t h e   v a l u e s   o f     3    c o rr e s p o n d i n g   t o     3 b y   s e t t i n g       (   (   3 ,   3 ) )     3 = 0   Ch o o s e   t h e   m o r e   s u i t a b l e   v a l u e   o f   t h e     3   .   L e t   i t   b e   =       F i n d   t h e   v a l u e   o f         3   a t   (   3 =   ) .   L e t   i t   i s =       Ca l c u l a t e   t h e   p e a k   a m p l i t u d e   v a l u e   t h e   n e w   r e f .   s i g n a l   a t       (   ,   3 ) =   (   ,   )   Ca l c u l a t e   t h e   i n c r e a s e   i n   t h e   f u n d a m e n t a l   = 1 /   (   ,   )   En d   F i g ur e   5.   D e t e r m i n a t i on   st e ps  o f   t he   i n j e c t e d   h a r m on i c   a m pl i t u de   a n d   f i nd i ng   t he   i nc r e a s e   in   t he   o ut put   f und a m e n t a l   Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
                                IS S N :   2502 - 4752   In do n e s i a J   E l e c   E ng  &   Co m S c i ,   V o l .   17 ,   N o .   3 M a r c 20 20  :     1 6 0 7   -   1 6 1 7   1612   T h e   m o dul a t i o i n de x   ( M i i s   de f i n e d   a s   [11] :     = 2 1 (  ) 0 . 5      (12)     T h e   m a x i m u m   m o dul a t i o n   i n de ( M m a x i t h e   c a s e   o f   us i n ha r m m ni c   i n j e c t i o t e c hni que   i s   e qua l   t o   [8]:      = 1  ( 2 )     (13)     W h e r e   n   i s   t h e   o r de r   o f   t h e   i n j e c t e h a rm o n i c .   T h us ,   f o r   t h e   t h i r ha r m o n i c   i n j e c t i o n   s c h e m e   ( M ma x )   = 1. 1 547 .   In   t h e   c a s e   of   S P W M ,   i t   s h o ul b e   n o t e t h a t   ( M m a x f o r   t h e   m a x i m u m   l i n e a r   m o de   m o dul a t i o n   ra n i s   e qua l   t o   u n i t y .       4.   R ES U LTS   A N D   D I S C U S S I O N   M o de l i n a n d   a na l y z i n t h e   p r o po s e 5P h - V S a r e   u n de rt a ke n   i n   M a t l a b / S i m ul i n k .   S i m ul a t i o pa r a m e t e r s   a r e   a s   f o l l ow s :   T h e   5P h - V S i s   us e t o   s uppl y   a n   i nduc t i v e   l o a of   (9+ j 3 . 63)Ω   f r o m   a   c o n s t a n t   D s o ur c e   o f   V dc   = 400  V .   T h e   po w e r   f a c t o r   of   t h e   l o a a t   t h e   f unda m e nt a l   f r e que n c y   P F = 0. 92  l a g gi n g .     T h e   i n v e r t e r   o ut pu t   f r e que n c y   i s   s e t   t o   50  H z ,   w h i l e   t h e   s w i t c h i n f r e que n c y   i s   c h o s e n   i n t e ge m u l t i pl e   o f i ve   a n d   s e t   t o   3. 75  kH z ,   t h e r e f o r e   t h e   f r e que n c y   m o d ul a t i o i n de ( M f )   e qua l   t o   75 .   I t hi s   c a s e ,     t h e   do m i n a nt   l o w e s t   o r de r   h a rm o ni c   o f   t h e   o ut put   vo l t a g e   w i l l   b e   ( M - 2 [23] .   I n   o t h e r   w o r ds ,   a l l   t h e   ha r m o n i c s   up   t o   t h e   o r de r   ( M - 2 ) ,   e xc e pt   t h e   t hi r d   i n j e c t e ha r m o n i c ,   w i l l   b e   c a n c e l e d.   H ow e v e r ,   a n   i n c r e a s e   i n   s w i t c h i ng  f r e que n c y   i n c r e a s e s   s w i t c h i n l o s s e s .   O n   t h e   o t h e r   ha n d ,   t h e   f a s t   F o ur i e r   t ra n s f o r m e r   (F F T )   a n a l y s i s   t oo l   i n   S i m ul i n i s   us e t o   a na l y z e   ph a s e   a n l i n e   vo l t a ge   w a ve fo r m s   a nd  i t   i s   us e t o   c a l c ul a t e   t h e i T H D   c o n t e n t s .   A c c o r di n t o   IE E E - s t d   512  [ 24]  t h e   h a rm o ni c   o r de r s   up  t o   50   a r e   i n v e s t i g a t e d.   T h e   s i m ul a t i o s t udy   i s   de m o n s t ra t e a s   f o l l ow i n g :     4. 1 .      S ta r   C o n n e c t i o n   Ini t i a l l y ,   t h e   5P h - V S i s   s i m ul a t e w i t h   a   s t a r - c o nn e c t e l o a a nd  a na l y z e un de r   t h e   10 - s t e p   o pe r a t i ng  m o de .   F i gu r e   s h o w s   t h e   l o a pha s e   vo l t a ge   a n d   i t s   f r e que n c y   s pe c t r u m ,   w h e r e a s   F i gu r e   s h o w s   l i n e   vo l t a ge   a n i t s   f r e que n c y   s p e c t r um .   It   i s   c l e a r   t ha t   a   t hi r h a rm o ni c   c o m po n e nt   w i t h   (33 . 3%)  a n (53. 9 %)  o t h e   f un da m e n t a l   c o m po n e nt   i n   p h a s e   a n l i n e   v ol t a ge s   r e s pe c t i v e l y   a n t h e y   a r e   c o m pa t i b l e   w i t h   t h e   e xpr e s s i o n   gi v e n   i n   (3)   a n d   (4) .   N e xt   s t e i s   us i n g   T H I -   P W M   t e c h ni que   f o r   5P h - V S t o   s upp l y   t h e   s a m e   l o a a t   a m pl i t ude   m o dul a t i o n   i nde x   M i = M max . T h e   p ha s e   vo l t a ge ,   i t s   f r e que n c y   s pe c t r um ,   l i n e   v o l t a ge ,   a n d   i t s   f r e que n c y   s pe c t r um   a r e   r e po r t e a n d   s h o w n   i F i gu r e   a n d   F i gu r e   9   r e s pe c t i v e l y .           F i gu r e   6 .   L o a P ha s e   v o l t a ge   a n d   i t s   f r e que n c y   s pe c t r um   f o r   a   s t a r -   c o nn e c t e l o a w i t a   10 - s t e p   o pe r a t i o n   m o de       F i gu r e   7 .   L i n e   v o l t a ge   a n d   i t s   f r e que n c y   s pe c t r um   f o r   a   s t a r - c o nn e c t e l o a d   w i t h   a   1 0 - s t e o pe ra t i o n   m o de   Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
In do n e s i a J   E l e c   E ng  &   Co m S c i     IS S N :   2502 - 4752       T hi r har m on i c   i n j e c t i o n   P W t e c hn i que   f or   m a x i m i z i ng   DC - BU S   ut i l i z a t i o o f   ( Y as i r   M . Y .   A m e e n )   1613       F i gu r e   8 .   L o a P ha s e   v o l t a ge   a n d   i t s   f r e que n c y   s pe c t r um   f o r   a   s t a r - c o nn e c t e l o a d   w i t a     T H I -   P W M       F i gu r e   9.   L i n e   v o l t a ge   a nd  i t s   f r e que n c y   s pe c t r u m   f o r   a   s t a r - c o nn e c t e l o a d   w i t h   a   T H I -   P W M         T a b l e   1   s um m a ri z e s   t h e   v a l ue s   of   D C   ut i l i z a t i o n   F a c t o r ,   T hi r d   ha rm o n i c   c o n t e n t   f a c t o r ,   a nd  T H D ,   fo r   10 - s t e o pe r a t i o m o de ,   a n d   P W M   w i t h   a n w i t h o ut   t h i r d   h a rm o n i c   i n j e c t i o n.   W h e r e   n a t u ra l   P W M   t e c hn i q ue   b a s e o n   s i n us o i da l   r e f e r e n c e   s i g na l   S P W M   i s   c o n s i de r e d.   T h e   l o a c u rr e nt   a n i t s   f r e que n c y   s pe c t r um   r e l a t i v e   t o   f un da m e n t a l   c o m po n e nt   o bo t h   o 10 - s t e a n T H I - P W M   a r e   s h o w n   i n   F i gu r e   10  a nd  F i gu r e   11 ,   r e s pe c t i v e l y   w i t h   T H D   of   23. 88 a n d   11 . 45% .       T a b l e   1 .   Co m p a r i s o o f   S o m e   H a rm o n i c   Co m po n e n t s   o f   10 - S t e p,   T H I - PW M ,   a n d   S P W M   T e c hn i que s   O p e ra t i o n   M o d e     P h a s e   V o l t a g e     A d j a c e n t   L i n e   V o l t a g e   D u t i l i z a t i o n   f a c t o ( % )   T h i r d   h a rm o ni c   c o n t e n t   f a c t o r   (% )   T H D   (% )       D u t i l i z a t i o n     f a c t o ( % )   T h i r d   h a rm o ni c   c o n t e n t   f a c t o r   (% )   T H D   ( % )   10 - S t e p   45   3 3 . 3   42. 04     5 2 . 9   5 3 . 9   6 4 . 3 7   T H I - P W M   4 0 . 8   1 6 . 6 7   1 6 . 6 7     4 7 . 9 9   2 6 . 9 7   2 6 . 9 7   S P W M   3 5 . 3 5   0   0 . 0 2     4 1 . 5 6   0   0 . 0 3           F i gu r e   10 .   L i n e   c urr e nt   a n d   i t s   f r e que n c y   s pe c t r um   fo r   a   s t a r -   c o nn e c t e l o a w i t a   10 - s t e   o pe r a t i o n   m o de       F i gur e   11.   L i n e   c u rr e nt   i t s   f r e que n c y   s pe c t r um   f o r   a   s t a r - c o nn e c t e l o a d   w i t a   T H I - P W M     Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
                                IS S N :   2502 - 4752   In do n e s i a J   E l e c   E ng  &   Co m S c i ,   V o l .   17 ,   N o .   3 M a r c 20 20  :     1 6 0 7   -   1 6 1 7   1614   4. 2 .       P e n ta go n   C o n n e c ti o n   T h i s   c o nn e c t i o n   i s   s i m i l a r   t o   a   de l t a   c o nn e c t i o n   i n   a   3 - p s y s t e m   s o   t h a t   t h e   e n o f   t h e   p h a s e   i s   c o n n e c t e t o   t h e   b e gi nni n o f   t h e   n e xt   p h a s e .   As   i t h e   p r e v i o us   c o nn e c t i o n ,   t h e   5P h - V S ha s   b e e n   s w i t c h e d   o n   a t   180°   c o n d uc t i o n   m o de .   T h e   l i n e   v o l t a ge ,   w h i c h   i s   a l s o   e qua l   t o   pha s e   vo l t a ge ,   i s   s h o w n   i n   F i gu r e   12  w i t h   i t s   f r e que n c y   s p e c t r um ,   w h e r e a s   F i gu r e   13  s h o w s   t h e   s a m e   v o l t a ge   a n i t s   s pe c t r um   w h e n   t h e   5P h - V S I   i s   d r i v e by   T H I - P W M   t e c hn i que .   I a d di t i o n,   t h e   v a l ue s   o f   D ut i l i z a t i o f a c t o r ,   T hi r ha rm o n i c   c o nt e nt   f a c t o r   a n T H D ,   f o r   10 - s t e o pe r a t i o n   m o de ,   T H I - P W M ,   a nd  o pe r a t e w i t h   S P W M   s t r a t e gy   a r e   c o l l e c t e i n   T a b l e   2 .   T h e   l i n e   c u rr e n t s   w i t t h e i s pe c t r um   a r e   s h o w n   i F i gu r e   14   a nd  F i gu r e   1 5.           F i gu r e   12 .   P ha s e   (o l i n e v o l t a ge   a nd  i t s   f r e que n c y   s pe c t r um   f o r   a   pe n t a go n - c o nn e c t e l o a w i t a   10 - s t e m o de           F i gu r e   13 .   P ha s e   (o l i n e v o l t a ge   a nd  i t s   f r e que n c y   s pe c t r um   f o r   a   pe n t a go n - c o nn e c t e l o a w i t a   T H I - P W M           F i gu r e   14 .   L i n e   c urr e nt   a n d   i t s   f r e que n c y   s pe c t r um   fo r   a   pe n t a go n - c o nn e c t e l o a w i t a   10 - s t e p   m o de       F i gu r e   15 .   L i n e   c urr e nt   a n d   i t s   f r e que n c y   s pe c t r um   fo r   a   pe n t a go n - c o nn e c t e l o a w i t a   T H I - P W M       T a b l e   2 .   Co m p a r i s o o f   S o m e   H a rm o n i c   Co m po n e n t s   o f   10 - S t e p,     T H I - P W M   a nd  S P W M   T e c hn i que s   (P e nt a go n   Co nn e c t e L oa d)   O p e ra t i o n   M o d e   P h a s e   V o l t a g e   ( A d j a c e n t   L i n e   V o l t a g e )   D u t i l i z a t i o n   f a c t o ( % )   T h i rd   h a r m o n i c   c o n t e n t   f a c t o ( % )   T H D   (% )   10 - S t e p   5 2 . 9   5 3 . 9 3   6 4 . 3 6   T H I - P W M   4 7 . 9 7   2 6 . 9 7   2 6 . 9 7   S P W M     4 1 . 5 5   0   0 . 0 3   Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
In do n e s i a J   E l e c   E ng  &   Co m S c i     IS S N :   2502 - 4752       T hi r har m on i c   i n j e c t i o n   P W t e c hn i que   f or   m a x i m i z i ng   DC - BU S   ut i l i z a t i o o f   ( Y as i r   M . Y .   A m e e n )   1615   4. 3 .       P e n ta c l e   C o n n e c t i o n   U n l i ke   t hr e e - p ha s e   s y s t e m s ,   l o a c a n   b e   c o nn e c t e t o   a   5 - p h   s y s t e m   i a   t h i rd  w a y ,   by   c o n n e c t i n g   e a c h   l o a pha s e   be t w e e n   t w n o n - c o n t i guo us   l i n e s ,   s o   t h e   l o a c o n n e c t i o n   a ppe a r s   t o   be   a   P e n t a c l e   s ha pe .   W h e n   t h e   5P h - V S i s   r u n   i n   10 - s t e o pe r a t i o n   m o de ,   t h e   l o a ph a s e   v o l t a ge   o r   n o n - c o n t i guo us   t w l i n e s   vo l t a ge   i s   s c o pe a s   s h o w n   i F i gu r e   16,   a nd  i t s   f r e que n c y   s pe c t r u m   c a b e   a na l y z e a s   s h o w n   i t h e   b o t t o m   of   t h e   s a m e   f i gur e .   A f t e r   t ha t ,   t h e   5P h - V S i s   d r i v e n   w i t h   T H I - P W M   t e c hn i que ;   t h e   pha s e   vo l t a ge   a n i t s   s pe c t r um   a r e   a g a i s c o pe a n a na l y z e a s   s h o w n   i F i gu r e   17.   T a b l e   s u m m a r i z e   D ut i l i z a t i o n   f a c t o r.   T hi r h a rm o n i c c ont e nt   f a c t o r   a n T H D   o 10 - s t e p,   T H I - P W M ,   a nd  S P W M   t e c h ni qu e s   fo r   pe n t a c l e   c o n n e c t e l o a d.   T h e   i n v e r t e r   l i n e   c urr e n t   u nde r   10 - s t e o pe r a t i o n   m o de   a n u n de r   o pe ra t i o n   w i t T H I - P W M   s t ra t e gy   a r e   s h o w i F i g u r e   18   a nd  F i gu r e   19   r e s pe c t i v e l y .           F i gu r e   16 .   P ha s e   ( n o na dj a c e nt   l i n e v o l t a ge   a n d   i t s   f r e que n c y   a   s pe c t r u m   f o r   a   pe n t a c l e - c o n n e c t e l o a w i t a   10 - s t e p   m o de       F i gu r e   17 .   L i n e   (t w o   a dj a c e n t   l i n e s )   v o l t a ge   a n d   i t s   f r e que n c y   s pe c t r um   f o r   a   pe n t a c l e - c o n n e c t e l o a w i t a   T H I - P W M       T a b l e   3 .   Co m p a r i s o O f   S o m e   H a r m o n i c   Co m po n e n t s   O f   10 - S t e p ,   T H I - P W M ,   A n S P W M   T e c hni que s   (P e n t a c l e   Co nn e c t e L o a d)   O p e ra t i o n   M o d e   P h a s e   V o l t a g e     A d j a c e n t   L i n e   V o l t a g e   D u t i l i z a t i o n   f a c t o ( % )   T h i rd   h a r m o n i c   c o n t e n t   f a c t o (% )   T H D   (% )       D u t i l i z a t i o n     f a c t o ( % )   T h i rd   h a r m o n i c   c o n t e n t   f a c t o (% )   T H D   (% )   10 - S t e p   8 5 . 5 9   2 0 . 6 1   2 9 . 3 4     5 2 . 9   5 3 . 9   6 4 . 3 7   T H I - P W M   7 7 . 7   1 0 . 3 1   1 0 . 3 2     4 7 . 9 9   2 6 . 9 7   2 6 . 9 7   S P W M   6 7 . 1 7 5   0 . 0 3   0 . 7 8     4 1 . 5 6   0   0 . 0 3           F i gu r e   18 .   L i n e   c urr e nt   a n d   i t s   f r e que n c y   s pe c t r um   fo r   a   pe n t a c l e - c o n n e c t e l o a w i t a   10 - s t e p   m o de       F i gu r e   19 .   L i n e   c urr e nt   a n d   i t s   f r e que n c y   s pe c t r um   fo r   a   pe n t a c l e - c o n n e c t e l o a w i t a   T H I - P W M   Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
                                IS S N :   2502 - 4752   In do n e s i a J   E l e c   E ng  &   Co m S c i ,   V o l .   17 ,   N o .   3 M a r c 20 20  :     1 6 0 7   -   1 6 1 7   1616   4. 4 .       V a l i d at i o n   o th e   R e s u l ts   T h e   m a t h e m a t i c a l   a na l y s e s   pr e s e n t e i n   t h e   p r e v i o us   s e c t i o n s   a r e   us e t o   v a l i da t e   t h e   o b t a i n e d   s i m ul a t i o n   r e s ul t s   f o r   t h e   D ut i l i z a t i o n   f a c t o r .   I n   t h e   c a s e   of   s t a r - c o nn e c t e l o a d,   t h e   f unda m e nt a l   p ha s e   vo l t a ge   V 1 r m s   i s   c a l c u l a t e us i n g   (3)  f o r   t h e   1 0 - s t e o pe r a t i o n   m o de   a t   ( n= 1) .   F o r   T H I - P W M   a nd  S P W M ,     a s   s h o w n   i n   ( 12)  i s   us e t o   c a l c ul a t e   V 1 ( r m s )   a t   t h e   m a xi m u m   m o dul a t i o i n d i c e s   fo r   b o t h   c a s e s .   T h a t   m e a n s   ( M i )   i s   e qua l   t o   1. 154 a nd  1   r e s pe c t i v e l y .   F o r   t h e   pe nt a go n   a n pe n t a c l e   l o a c o nn e c t i o n s ,   t h e   f o r m u l a e   t ha t   de duc e b e t w e e n   p h a s e ,   a dj a c e n t   l i n e ,   a n n o n - a dj a c e n t   l i n e   a r e   us e t o   c a l c ul a t e   V 1 (r m s )   a n h e n c e   c a l c ul a t i n t h e   D C - ut i l i z a t i o n   f a c t o r.   T a b l e   s um m a r i z e s   t he   r e s ul t s   o f   D C -   ut i l i z a t i o n   f a c t o r   f o r   bo t h   o f   t h e   s i m ul a t i o a n d   m a t h e m a t i c a l   a na l y s i s   r e s ul t s .   It   c a b e   s e e n   t ha t   t h e   s i m u l a t i o n   r e s ul t s   c l o s e   t o   t h e     a n a l y t i c a l   r e s ul t s .       T a b l e   4 .   V a l i da t i o o f   t h e   D U t i l i z a t i o F a c t o (%)     S t a r - c o n n e c t e d   p h a s e   v o l t a g e   P e n t a g o n   c o n n e c t e d     p h a s e   v o l t a g e   P e n t a c l e   - c o n n e c t e d     p h a s e   v o l t a g e   D u t i l i z a t i o n   f a c t o ( % )   10 - s t e p   T H I - P W M   S P W M   10 - s t e p   T H I - P W M   S P W M   10 - s t e p   T H I - P W M   S P W M   (S i m u l a t i o n )   4 5 . 0   4 0 . 8   3 5 . 3 5   5 2 . 9   4 7 . 9 7   4 1 . 5 5   8 5 . 5 9   7 7 . 7   6 7 . 1 7 5   (A n a l y t i c a l )   4 5 . 0 2   4 0 . 8 2   3 5 . 3 6   5 2 . 9 2   4 7 . 9 9   4 1 . 5 6   8 5 . 6 3   7 7 . 6 5   6 7 . 2 5       5.   C O N C LU S I O N .     In   t h i s   p a pe r ,   a   n e w   T H I - P W M   s c h e m e   fo r   a   5P h - V S ha s   b e e n   de m o n s t ra t e d.   T h e   p r o po s e d   s c h e m e   i s   a ppl i e f o r   t hr e e   v a ri o us   c o n n e c t i o n s ,   i . e .   s t a r,   pe nt a go n   a n pe n t a c l e .   It   h a s   b e e n   s h o w n   t ha t   t h e   t h i r ha rm o ni c   i n j e c t i o n   c a n   b e   c o n s i de r e a s   a   c o m p r o m i s e   be t w e e n   10 - s t e p - m o de   o pe r a t i o n   a nd  S P W M .   T h e   pe r f o r m a n c e   o t h e   pr o po s e s c h e m e   i s   b e t t e r   t ha n   t h e   c o n v e n t i o n a l   10 - s t e o pe r a t i o n   m o de   r e ga rdi n g   T H D .   A ddi t i o na l l y ,   t h e   pr o po s e s c h e m e   h a s   m a xi m u m   ut i l i z a t i o n   c o m pa r e w i t h   t h e   S P W M   s c h e m e .   R e ga r di n g   l o a d   c o nn e c t i o n s ,   i t   i s   f o un d   t ha t   t h e   pe n t a c l e   c o nn e c t i o n   p r o duc e s   a   hi g h   ut i l i z a t i o f a c t o r   o 77. 7%  c o m pa r e w i t h   47 . 97%  f o r   pe nt a go n   c o nn e c t i o n   a nd  40. 8%  f o r   t h e   s t a r   c o nn e c t i o n.   F i na l l y ,   a   l ow   l e v e l   o f   T H D   i n   v o l t a ge   w a v e fo r m   i s   10 . 32%  w a s   f o r   p e n t a c l e - c o n n e c t i o n,   i s   26 . 97%  a n d   16. 67%  f o r   pe n t a go a nd  s t a c o nn e c t i o r e s pe c t i v e l y .       R EF ER EN C ES   [ 1]   Z . M . S .   E l - B a r ba r y ,   F uz z y   l og i c   ba s e c o nt r o l l e r   f o r   v e - pha s e   i nduc t i o m o t o r   dr i v e   s y s t e m ,   A l e x an dr i a   E ngi ne e r i n J ou r na l ,   51 ,   pp .   263 268 ,   2012 .   [ 2]   I .   H .   S ha no no ,   N .   R   H .   A bdul l a h ,   a nd  A .   M u ha m m a d ,   F i v e - L e ve l   S i ng l e   S o ur c e   V o l t a g e   C o nv e r t e r   C o nt r o l l e d   U s i ng   S e l e c t i v i v e   H a r m o ni c   E l i m i na t i o n” ,   I ndo ne s i a J our na l   of   E l e c t r i c al   E ng i ne e r i ng  an C om pu t e r   Sc i e nc e ,   V o l .   1 2,   N o .   3 ,   pp .   924 - 932 ,   20 18.   [ 3]   S .   M .   A l i ,   V . V .   K .   R e ddy ,   a nd  M . S .   K a l a v a t hi ,     C o up l e R a ndo m   P W M   t e c hni que   f o r   D ua l   I nv e r t e r   F e d   I nduc t i o M o t o r   D r i v e I ndo ne s i an   J o ur na l   of   P ow e r   E l e c t r o ni c s   and   D r i v e   Sy s t e m   ( I J P E D S) ,   V o l .   10 ,   N o .   1 ,     pp.   58 - 65 ,   201 9.   [ 4]   M .   B e r m u de z ,   I .   G o nz a l e z - P r i e t o ,   F .   B a r r e r o ,   H .   G uz m a n,   X .   K e s t e l y n,   a nd   M .   J .   D u r a n , "   A E xpe r i m e nt a l   A s s e s s m e n t   o f   O pe n - P ha s e   F a ul t   T o l e r a n t   V i r t ua l   V e c t o r   B a s e D i r e c t   C o nt r o l   i F i v e - P ha s e   I nduc t i o M o t o r   D r i v e s " ,   I E E E   T r an s a c t i on s   o P ow e r   E l e c t r on i c s ,   pp .   1 - 10,   20 17   [ 5]   H .   X u ,   F .   B u ,   W .   H u a ng ,   H.   L i u ,   a nd   Y .   Z ha o ,   D u al - f r e que nc y   S V P W M   St r at e gy   f or   F i v e - P has e   V o l t age   Sou r c e   I nv e r t e r 201 18 t I nt e r na t i o na l   C o nf e r e nc e   o E l e c t r i c a l   M a c hi ne s   a n S y s t e m s   ( I C E M S ) ,   T h a i l a n d,   pp  1 554     155 7,   20 15 .   [ 6]   G .   C a r r a s c o ,   a nd  C .   A .   S i l v a ,   S p a c e   V e c t o r   P W M   M e t ho f or   F i v e - P ha s e   T w o - L e v e l   V S I   W i t M i ni m um   H a r m o ni c   I nj e c t i o n   i t he   O v e r m o dul a t i o R e g i o n”   I E E E   T r ans a c t i o ns   on  I n dus t r i a l   E l e c t r on i c s ,   V o l .   60 ,   N o .   5,   pp.   20 42    2053 ,   2 01 3.   [ 7]   A .   S .   S a a r i ,   a n d   D .   I s ha k ,   D e s i g a nd  f a u l t   t o l e r a nt   a n a l y s i s   o f   F i v e - P ha s e   pe r m a n e nt   m a g ne t   s y nc hr o no us   m o t o r ,   I ndo ne s i an   J our nal   o f   E l e c t r i c a l   E ngi ne e r i ng   and   C om p ut e r   Sc i e nc e ,   V o l .   16 ,   N o .   3 ,   pp.   1 115 - 112 5,   20 19 .   [ 8]   A .   I qba l ,   E .   L e v i ,   M .   J o ne s ,   a nd   S .   N .   V uko s a v i c ,   G e ne r al i z e S i n us oi da l   P W M   w i t h ar m on i c   i nj e c t i o f or   m u l t i -   phas e   V SI s ,   i P r o c .   I E E E   P o w e r   E l e c t r o n.   S p e c .   C o nf .   ( P E S C ) ,   J e j u,   K o r e a ,   pp .   287 1 28 77,   2 006   [ 9]   A .   I qba l   a nd  S .   M o i n udd i n ,   C o m pr e he n s i v e   r e l a t i o ns h i p   be t w e e c a r r i e r b a s e P W M   a nd  s pa c e   v e c t o r   P W M   i a   f i v e - pha s e   V S I ,   I E E E   T r an s ac t i ons   on   P ow e r   E l e c t r o ni c s ,   V o l .   24,   N o .   1 0,   pp .   237 9 23 90,   2 009 .   [ 10]   S .   C .   R a ng a r i ,   B .   S ha h ,   a nd  H .   M .   S u r y a w a ns hi ,   Q u a l i t y   I m p r ov e m e nt   o f   V S I   F e t o   F i v e - P ha s e   I nduc t i o M o t o r   w i t F H I   C o nt r o l   T e c hni qu e I n t e r na t i o na l   J our nal   o f   A pp l i e E ngi ne e r i n R e s e ar c h   I S S N   0973 - 4562  V o l .   12,   N o .   18 ,   p p.   76 56 - 7662 ,   201 7.   [ 11]   E .   L e v i ,   D .   D uj i c ,   M .   J o ne s ,   a nd  G .   G r a nd i ,   A na l y t i c a l   D e t e r m i na t i o o f   D C - B us   U t i l i z a t i o L i m i t s   i M u l t i ph a s e   V S I   S uppl i e d   A C   D r i v e s   I E E E   T r a ns a c t i on s   on  E ne r gy   C on v e r s i o n ,   V o l .   23 ,   N o .   2 ,   p p.   43   4 43 ,   2 008 .   Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.