Int ern at i onal  Journ al of  P ower E le ctr on i cs a n d  Drive  S ystem s   ( IJ PEDS )   Vo l.   1 2 ,  No.   1 ,  M a r   202 1 , p p.  160 ~ 169   IS S N:  20 88 - 8694 ,  DOI: 10 .11 591/ ij peds . v 1 2 .i 1 . pp 160 - 169       160       Journ al h om e page :  http: // ij pe ds .i aescore.c om   Analysis  on th ree p hase cas caded  H - bri dge   m ultilevel  inver ter   based o n sinus oidal and  thir d ha rm on i c in jected p ulse wi dth   modul ation vi a le ve l  sh i ft ed and  ph ase shift ed mod ulatio n   techni que       A .   Sh amsu l  R ah im i  A .   Sub ki 1 , Za h aria h   Manap 2 , M ohd Zaidi  Tu ma ri 3 , A im an Z akw an   Jidin 4 ,  Shahri zal S aa t 5 , Ama r F aiz  Zainal  Ab idi n 6 , Muhamm ad Sa li hin  Sa e al al 7   1,2,4,5,6 Depa rtmen t  of El ec tron ic &   Comput er  Eng .   Te chno logy ,  Fac ult y  of   Elec tri c al a nd  Elec tron ic  Engi ne eri ng  Te chno logy ,  Uni ver sity Te knik al  Mala ysia   Mel ak a ,   Me la ka ,   Malays ia   3,7 Depa rtment   of   Elec tr ical Eng.  Te chno logy ,  Fac ult y  of   Elec tri c al a nd  Elec tron ic  Engi ne eri ng  Tec hnology ,  Univ er sity  Te knik al   Ma la ys ia   Me la ka ,  M el a ka ,   Ma la ysi a   2 Cent er   for Tele com munica ti on  Resea rch   &   I nno vat ion   (CeT RI) ,   Univer sity Te kni kal   Ma la ysia   Me la ka ,  Me la ka ,  Mala ysia       Art ic le  In f o     ABSTR A CT    Art ic le  history:   Re cei ved   Ja n   13 , 2 0 20   Re vised  Jan   16 ,  20 21   Accepte d  Fe b   1 ,  2021       Thi s  work  propo ses  a  com par ativ e  an al ysis  of   sin usoidal   and  thi r d  har mon ic  inj e ct ed  r efe r en ce   signa l  modu la ti on  accom p a ny  with  le v el - s hift ed  PWM  te chn ique  name d  as   phase   dispo siti on  ( LSP D),  p hase   opposi ti on   dispositi on  (LSPO D),  and   a lt ern at e   ph ase   o ppositi on  d ispositi on   (LSAP OD )  and   ph ase - shifte d  PWM  technique.  Sw it ch ing  pulses  from   both  ref ere nc e   signal   and   PWM  technique  hav e  b ee n   fed   int o  three  ph ase   eleve n   l evel  cas ca ded   H - bridge   mul t il ev e l  inv ert er   (CHB MLI)  fed   on  a  r esisti ve - indu ctiv e  lo ad  wi th  the   modulat ion  dept h  (MD )  set   to  var i ed  from   80%  to  100%.   For  volt age  source   inv erter,  tot al  har moni c   d istort ion  (THD)  cont en t  is  critica l  and   must  be  with in  th e  al l owable   r ange.  T o  prove   the  fe asi bil it y   of  the  ref e ren ce  signa l  with  ca r rie r   si gnal   sche me s,   the   en ti r e  sim ula ti on   of  th e   modul a ti on   te chn ique s  is  e stabl ished  and  conduc t ed  vi a  t he  Simul ink  en vironm ent .   Acc ording  to  th e  an al y ze d  r esul t,   the  per form an ce   is  a cc ep ta b le  in  te rms   of  %THDV   and  %THDI  val u es.   Simul at ion   an al ysis  al so  indicates,   at  ful l   modul ation  d epth,  due   to   high e r  funda m ent al   output   vo lt ag e  com ponen t   produc es  via  th e  THIPWM  mo dula ti on   techniq ue  com p are d  to   the   SP WM  te chn ique ,   th is causes  highe r   %T HD V va lue .   Ke yw or d s :   Ca scaded  H - bri dg e   M L I   Level - s hifte d  P W M   Ph ase - sh i fted PW M   Sinu s oi dal P W M   Thir d har moni c injec ti on P W M   This   is an  open   acc ess arti cl e   un der  the  CC  BY - SA   l ic ense .     Corres pond in g  Aut h or :   A .   Sh a ms ul Rahimi A .   S ubki   Dep a rtme nt of  Ele ct ro nic  &  C ompu te r  E ng. T ech no l ogy   Un i ver sit y Te knikal   M al aysia  M el a ka,   M el a ka,   M al a ys ia   Emai l:   sh ams ul rah imi @ utem. edu.m y       1.   INTROD U CTION     In   rece nt ti mes, m ulti - le vel i nverter  (ML I)   ha s por tra ye d  si gn i ficant inte re st i n  high  pow er u ti li zat ion  du e   to   nume r ous  be nef it s.   T he  mo st   ob vious  M L I  a dvan ta ges  a re  with ou t   co nnect ing  outp ut  node   to  t he   trans forme r  an d  wit hout  dy na mic  volt age  ba la ncing  c irc uits,  M L I  ca n  yield  hi gh - po we r  outp ut  th rou gh   t he   util iz at ion   of  semic onduct or   switc hes  ma inly  i nsula te d  gate   bi po la r   tra ns ist or  (IGBT) .  Anot he r  M L I   sign ific a nt  c ontribu ti on   is  th e  ha rm on ic s   di stortion  c on te nt  of  the   outp ut  vo lt age   a nd  cu rr e nt  al ong  wit h  el ect ro - mag net ic   interfer e nce   (E M I )  dec rea se  if  the  num ber   of   outp ut  le vels  increase s  [1].   T he  t he ory  of   inv e rter   outp ut   volt age   ca n  be   cat eg or iz e d  into   tw o  disti nc ti ve  m odes,   f or  insta nce,   s quare   wav e   outpu t   ( 4  Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
In t J  P ow Elec   & Dri S ys t   IS S N:  20 88 - 8 694       An alysis o n  t hre e phase  c as ca ded h - br id ge m ulti le v el  inverte r base d on   ...  (A.   Shams ul R ah i mi A.   Su bki)   161   modes   switc hi ng)   an d  m od i fied  square   wa ve   or   quasi - s qua re  wa ve  outp ut  ( 6  m od es   s witc hing)   [ 2].   Ba s ed  on   the  fact  that for  lo w  an d  medi um  pow e r  ap pl ic at ion s,  the   square w a ve  a nd  q ua si - s qu a re wave  in ver te rs  c an  be   bear a ble.  Nonetheless,  high  po wer   util iz at ion   re qu ir ed  sin usoidal   wav e forms  with  lo w  d is torted   char act e risti cs.  This   cause s   f our  modes  and  six   m od e s  switc hi ng  i nv e rter   not  r e comme nded   due  to   remarka bly   l ow - qual it y  wa ve form  due  to  t he  prese nce  of  harmo nic  distor ti on  [3 ] ,  [ 4 ].  To  a ppre hend   this  deme rit,  the  m ulti - le vel  in vert er  ( M LI )  c oncept  w hich  pr oduces  a   m ulti - ste pp e d  or  la dd e r  wav e f orm  was   introd uced.  T he  pri nci ple  of   t he  M LI  i s  sta rted  base d  on  t he  co nc ept  of  a  sin us oi dal  volt ag e  ste p  appr ox imat io n.  Via  pulse   wi dt h  m odulati on  te chn iq ue,  the   wav e f or m   of  M L I  ou t pu t  is   segr e gated   int o  tw o  h igh - fr e quenc y  cat eg or ie s   an d  lo w - fr e quenc y  m ulti - ste pped   wav e f or m .  The   outp ut  volt age   wa ve form   of   M L I  can  be   ac hiev ed  by   casca di ng  c onnecte d  t wo  or  m ore  le g  of  a n  H - br id ge   i nverter .  U sing  lo w   sup pl y  DC   vo lt age   rati ng,   the   ob je ct ive   of   the   M LI   t opologies   is   t o  ge ner at e   a   high - powe r   A C  volt age   ou t pu t   by  util iz at ion   s witc hing   de vices   that  usual ly,   the se  s witc hing   de vices  a re   swit ched  se quentia ll y  via  P W M  pulse s ,   giv in g  a n  ou t put  patte r n  w hi ch  co ns ist s  of  discrete  pr e de fine d  volt age   ste ps   [ 5 ] ,  [ 6 ] .   M L I  us a ge  st ron gly   reli es  on   the   a pp li cat io n  a nd  the   f reque ntly   us e d  MLI   to polo gies  ca n  be   gro up  i nto  fl ying  ca pacit or   (F C ),   neu t ral  po i nt  c la mp ed   (NPC),   an d  casca ded  H - br i dg e   (CH B)  M LI   [5].  A mong  the se  t opol og ie s ,  base d  on  it s   modu la rity  a nd  simpli ci ty   to  c ontr ol,  t h e  CHB M L I  has   bee n  at tr act ive,  a nd,   has   bee n  ef fe ct ively  impleme nted, f abr ic at ed  and  c om me rcial iz ed  [ 7 ] - [ 9 ] .    M ulti ple  t opol og ie s  of  pu lse   widt h  m odula ti on   (PWM )  ba sed  sc heme s  hav e   bec om e   increasi ng l y  li keab le   an d  r apidly  de man d  more  at te ntio n  am ong  resea rc he rs.   PWM - base d  te ch niques  a re  em ployed   t o  pro du ce   va riab le   fr e quenc y  a nd  volt age   s ource.  Mo du la ti on  meth od s   bas ed  on  ca rr ie r   si gn al   ar rangem ent  are   cl assed   into   th ree  t opologies   namely ,   phase   sh ift  PWM   (PSPW M),   le vel   sh ift  PWM   (L SPWM ),  an d  hybri d  PWM  m od u la ti on   te c hn i que  [ 10 ] - [ 13 ].   For  a ny  num be r  of   l evels,  ai me d  t o  re du ce   the  volt age  dist or ti on  and   e v e n l y   d i s t r i b u t e   p o w e r   a m o n g   t h e   c o n n e c t e d   c e l l s ,   P S P W M   i s   s u i t a b l e   t o   i m p l e m e n t .   T h e   d i s t o r t i o n   c a n   b e   h u g e l y   r e d u c e d   p r o p o r t i o n a l l y   t o   t h e   n u m b e r   o f   l e v e l s   a n d   c a r r i e r   s i g n a l s   r e q u i r e d .   M e a n w h i l e ,   t he   LSP W M   te c hniq ue   c a n   b e   c l a s s i f i e d   i n t o   a n   i d e n t i c a l   f r e q u e n c y   m e t h o d   a n d   a n   u n i d e n t i c a l   f r e q u e n c y   m e t h o d .   U n d e r   t h e   c a t e g o r y   o f   i d e n t i c a l   f r e q u e n c y ,   L S P W M   i s   f u r t h e r   d i v i d e d   i n t o   p h a s e   d i s p o s i t i o n   [ 14 ],  p h a s e   op po sit i on  a n d   d i s p o s i t i o n ,   a l t e r n a t i v e   p h a s e   o p p o s i t i o n   a n d   d i s p o s i t i o n ,   c a r r i e r   o v e r l a p p i n g ,   v a r i a b l e   a m p l i t u d e   [1 5 ] - [ 17 ]  an d  hybri d  te chn iq ues  of  carrier  a r range ment.  T o  pro duce  the  switc hi ng  pulse s ,  sin usoidal  a nd  thir d  har m onic   inj ect ion   ref e ren ce  mod ulati ng   si gn al s   are  us e d,   a nd  both  a re  tu ned   t o  ope rate  via  a  b ip ola r  switc hi ng   m et hod.  Normall y,  f or  an  op e n - lo op  s ys te m,   the  si nuso idal  ref e ren c e  mod ulati on   s ign al   is  c hosen   w hile  f or   a   cl os e d - loop  s ys te m,  t he  same  refe re nce  wit h  a  co mp e ns at in g  sig nal  is  sel ect ed   [18].  By  t he  i nject ion   of  the   third - order  harmo ni cs  i nt o  th e  si ne   wa ve   re fer e nc e,  T HI  re fere nc e  sig nal  with  du al   pea k  cha r act erist ic   is  ge ner at e d.  Since   it s  simi la rity  t o  the   Se le ct ed  Har m on ic   I nject ion  m et hod,  it   ca n  impleme nt  i n  t he  same   ma nn er  as   sinu s oid al   P W M  [ 1 5 ].  Si nce  the  T HI  ref e re nce  sig nal  c onsist s  of  both   a   fun dame ntal  c ompone nt  a nd  a  thir d  harmo nic  co m pone nt,  the  T HI   ref e ren ce   wav e  is  not  sinu s oid al   a nd  easi ly  noti ceable   it s  du al   peak   char act e risti c.  Subseque ntly,  the  pea k  am plit ud e  of  the  f undame ntal  co mpon e nt  is  ap pro ximate ly  15. 5%   higher   in   am pl it ud e  t ha n  t hat  achie ve d  by  t he  sin us oi dal  PWM   [ 19].  T her e fore,   the   t hir d  harm on ic   P W M  delivers  b et te r   consu mp ti on  of the  D C  sup ply   vo lt age  tha n t he MLI  SPW M   does.    In  this   w ork ,  m ulti carrier   ba se d  PWM   te ch ni qu e s  fo c us i ng  on  le vel - sh i fted  PWM   te ch ni qu e s  s uc h  a s  ph a se  disposit ion  ( PD),   pha se  opposit ion  disposit ion  (POD ),  a nd  al te rn at e   phase   opposit io n  disposit ion  (A P O D)  is  c ho sen  t o  be   co mpa red  with   ph a s e - sh i fted - PWM sw it chi ng  te chn i qu e .  B oth t he  m ulti carrie r  P W M   te chn iq ue   has   been  fed  t o  11 - le vel  ca scade d   H - bri dge   MLI   as   switc hi ng  pulse s.   T o  de te rmin e   the   si gn i ficant  diff e re nce  between  P WM  m odulati on  te ch niques,  it   wort h  c on si der i ng  the  ef fecti ve  outp ut  volt age  ( V RMS ),  the  pe rce ntage   of  total   har m on ic   disto rtion  TH D  a nd  the   qual it y  of  outpu t  wa veform  base d   on   crest   facto r   (CF)   a nd  f orm   facto r  ( FF)  ra ti o.   Th e  DC  supp l y  util iz at ion   f or  eac h  le g  betwee n  CHB M L I  that  us e  SWP M  and  T HIPW M  al so   will   be   i nvest igate d.  B y  ind ivi du al l y  c ompa rin g  Sin usoidal  an d  Thi r d  Ha rm on ic   I nj ect ion   ref e ren ce   sig na l  with  va rio us   mu lt ic arr ie r   le vel - s hifted   an d  phase - sh i fted  sign al   with   the   mod ulati on  de pth   is   var ie d  f r om   80 % to  100% , the  PWM  sig nal  is ge ner at ed  fo r  eac h  le g o f M LI.       2.   RESEA R CH MET HO D    M L I  syst em  e ff ic ie nc y  is  directl y  ass ociat ed  wit h  the  modu la ti on  te chn i qu e ,  wh ic h  is  u sed  t o  regulat e  the  outp ut  volt age  (and  c urren t) .   Via  outp ut  vo lt age  valu e   ob ta ine d,   t he   cal culat ion   of  M L I  sign ific a nt  paramet ers  su c h  a s  total   harmo ni c  dist or ti on  (% THD),   ou t pu t   wav e f or m   qu al it y  ba sed   on   th e  f orm  factor  a nd  cres t  facto r  r at io  a nd  s witc hing  powe r  l os ses   ca n  be  perf or me d.   For  volt age  so urce  i nverter ,  the   mo st   exte ns ive ly  us e d  is   si nuso idal   P W M   ( SPWM ),  thir d  harmo nic  i njec ti on  P WM  (T HI P W M )   a nd  sp ace   vecto r  P W M   (S V PWM )  [ 20] .  With   the  diff e re nces  i n  fun dame ntal  vo lt age   co mpon e nt,  a mp li tu de,   a n d  fr e qu e nc y  that  is  usual ly  a  si nuso i dal  f orm  i n  ste ad y - sta te ,  the  obje ct ive  of  a  m odulati on   sign al   is  t o  yield  a  ste pp e d  wav e f orm  that  is  ai ds   as  a n  ap prox imat io n  of   a  ref e ren ce  si gn al .  This  ca n  be  acco mp li s he d  by   Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
            IS S N :   2088 - 8 694   In t J   P ow  Ele c  &  Dr i   S ys t ,   V ol .  12 , N o.   1 ,  Ma rch   202 1   :   160   –   169   162   manipula ti ng  t he  duty   rati o  of  t he  i nv e rter   c ompone nts.   Be side  SP WM  is   the  sim plest  c ontr ol  strat e gy  wh ic h  is  us e d  widel y  in  t he  i nv e rte rs,   it   has   s ome   disa dv a nta ge s  w hich   is  po or  outp ut  wa ve form   qual it y,  wea k   modu la ti on  a bi li ty  on   act ive   powe r  an d  re act ive  powe r,   very  narrow  li near   ra ng e ,  hi gh e r  total   harmo nic  distor ti on  (THD)   a nd   l ow e rs   eff ect ive  util i zat ion   of  DC  value  [11].  Wi th  the  me ntioned  draw bac k  of  t he   SPWM   te ch niq ue ,  T H IPW M   is   la rgel y  use d.  T he  performa nce  c ompa red  to   SP W M  in  te rms  of  r edu ci ng  harmo nic  c on t ent  in  c urre nt  rip ple,  op ti miz ed  s witc hing  s equ e nce  a nd  i ncr ease d  volt age  tra ns f er  rati os   a re  tremen dous l y  bette r  an d  pr ovide  a  hu ge  si gn i ficant  ad va ntage.   T he re  a re  va rio us   ty pe s  of   met hods  for  the   sel ect ion   of  s witc hing   te ch ni qu es   a nd  str at egies  for   the   CHBML I.  I n  t his  pa per,  mu l ti carrier - le vel - sh ifte d  PWM   ( M C - L S PWM)   a nd  m ulti carrier - phas e - sh i fted   ( M C - PSP WM)   te ch niques   are   c hosen   to   be   c ompare d  betwee n  one  a no t her  to   ide ntify   a nd  deter m ine  thei r  at trib ute  a nd  sig nifi cantl y  dif fer e nt   w hen  b een   fe d  i nt o  CHBML I.  F or  LSP W M ,   it   c omprises   of  va rio us   t yp es   of  disposit ion  s uc h  as   ph ase   dis po sit io n  (PD) ,  ph a se  opposit ion an d dis po sit io n (P OD),  al te r nativ e phase  opposi ti on  a nd d is pos it ion  (AP O D)   [ 21 ] - [ 23].     2.1.   Ref ere nce sig na l     With  si nuso i da l  pulse   width  m odulati on  ( SPWM )  te c hniqu e,   a  sin us oi dal  wav e form   is  pro duced   thr ough  filt eri ng  an   ou t pu t  pu lse   wa ve for m.  B y  varyin g  the   am plit ude  a nd  f re qu e ncy  of  a   re fere nce  or   modu la ti ng   sig nal,   an   im pro ve d  filt ered  si nuso i dal  outp ut  wa ve form   ca n  be   gen e ra te d  by   util iz ing   a   hi gh   switc hing  fr e quenc y  sche me.   For  t he  SP W M   te c hn i qu e ,  i ns te ad   of  main ta ining  ide ntica l  widt hs ,  it   m ai ntains  the  pulse s  in  diff e re nt  widt hs   wh e re  the  distor ti on  factor   (DF)  a nd  lowest  orde r  ha rm on ic s  (L O H)   a r e   sign ific a ntly  c ompact .  In   th r ee - phase   SP W M ,   a  ca rr ie r   volt age  wa veform  is  c ompare d  with   thr ee  si nuso i dal  con t ro l vo lt age s  (V a ,  V b ,  a nd V c ),  which  a re 1 20° out  of  ph ase  with o ne  a no t her   a nd  the co m par at ive  le vels  of   the  wa veforms   are  us e d  to  co ntr ol  the  switc hing  of  the  de vices  in  eac h  phase  le g  of   t he   inv e rter  [ 18].  Asid e   from  S PWM,  s ince  the  thir d  ha rm on ic   c omp on e nt  is  not  ex ist ing   in  th ree - ph a se  sy ste m s,   the  Thir d  Ha r monic   In je ct io n  P W M   is  ideal   a nd  pr act ic al   f or   t her e  phase  MLI  [ 13].  Sin usoidal  P W M   is  the  m od est   modu la ti on   schem e  t o  un de rstan d,   bu t  it   is  inco mp et e nt  to  f ully  ex plo it   the  offe red   D C  bu s  sup ply   volt age  w hic h  means ,  at   lower  m odul at ion   in dices,  on e   or  tw o  le gs  of  an   in ver te r  is  not  fu ll y  ut il iz ed.   Du e   to   this  dra wb ac k,  the   THIPW M   str a te gy   was  dev e lop e d  to  im prov e  i nv e rter  pe rformance .  By  injec ti ng  re f eren ce  si gn al s   with  a   third  harmo nic   sig nal,   the   T HI P W M  re fere nce  wa vefo r m  is   pr oduce d  with   dual   pea k  c ha racteri sti cs.  It  is  po s sible t o ac quire a  sig nifica nt am plit ud e  s urge at t he ou t pu t  volt age  without l oss  of qu al it y  [18 ] ,   [ 24] .     2.2.   Ca rri er  sign al  a rr angemen t   U s i ng   a   m e t ho d  de ve l op e d   a s   r e po r t e d  i n  [ 18 ] ,   di ve r s e   c a r r i e r   s i gn a l s   a r e   c r e a t e d  ba s e d  o n  L e ve l - S hi f t e d  a nd   P ha s e - S hi f t e d  Mu l t i c a r r i e r   P W M  s c he m e .   F or   bo t h  s c he m e s ,   f o r   n - l e ve l   C H B ML I ,   a l l   c a r r i e r  s i gn a l s   a r e   ge n e r a t e d  w i t h  t he   i de nt i c a l   ca r r i e r   f r e q ue nc y ,   fc .   F i gu r e   1  e x pl a i ne d  on e   c a r r i e r   s i gn a l   w a ve f o r m   ge ne r a t i on   vi a   pu l s e   ge ne r a t or .   B y  f ur t he r   t u ni ng   of   pu l s e   a m pl i f i e r ,   s i gn a l   a m pl i f i e r ,   a nd   a m pl i t ud e   m o di f i e r   m od ul e   pa r a m e t e r ,   s ym m e t r i c a l   i n  t e r m   of   a m pl i t ud e   a nd   w i dt h  c a r r i e r   s i gn a l s   c a n  be   c r e a t e d.   In   th e  PS WPM  sc heme,   t he   ph as e - s hifte d  am ong  a ny   two  neig hbour ing   ca rr ie r  wa ves  wit h  the   tria ngular  ca rr i ers  ha vi ng   a n  i den ti cal   f reque ncy  an d  sa me  peak - peak   a m pl it ud e.  I n  orde r   to  pr ov i de  an   even   powe r  distrib ut ion   a m ong  th e  CHB M L I  ce ll s,  each   cel l  is   m odulate d  in dep e ndently   vi a  bi po la r  pulse   wi dth  modu la ti on.   F or  m  num ber  vo lt age   le vel,   (m - 1)  a  num be r  of  car rier  si gn al s   are   re qu i red  an d  phase - sh ifte d  ang le ,  θ  is  cal culat ed  as  (36 0°/ m - 1).  In   t he  L SPWM  sc hem e,  carrie r  sig na ls  exten d  an d  c ov e r  the  t otal  r ang e   of   pro du ce d  c onve rter  outp ut  vo lt age ,  a nd   c onta in  the  sa me  amplit ude,  Ac.   Fo r   each  subca te gory   of  LSP W M ,   the  car rier   sig na l  is  cl assifi ed   base d  on  m ulti ple  car riers   sig nals  the   placement  a nd  disposit ion.  F or  al l   ty pe  of   disposit ion,  as   mentio n  earli er  in  [14],  M f   and   M a   are  c ho s en .  LSP W M   is  f ur t her   s ubdiv i ded  into   ph a se  disposi ti on  (PD),  ph a se  opposit ion  a nd  disp osi ti on  ( POD)   an d  al te rn a te   phase   op posit ion   a nd  dis po sit io n  (A P O D).  Detai le d  of eac h dis po sit io n u nd e r LSP WM is as  discusse d i n [14].           Figure  1. The   modu le   of car r ie r  sig nal g e ne rati on v ia  a  pul se g e ner at or     Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
In t J  P ow Elec   & Dri S ys t   IS S N:  20 88 - 8 694       An alysis o n  t hre e phase  c as ca ded h - br id ge m ulti le v el  inverte r base d on   ...  (A.   Shams ul R ah i mi A.   Su bki)   163   3.   RESU LT S   A ND AN ALYSIS   I n   o r d e r   t o w a r d   a u t h e n t i c a t i n g   t h e   e l e v e n   l e v e l s   t h r e e - p h a s e   C H B M L I   p e r f o r m a n c e ,   MATL AB/Si mu li n k  env i ronme nt  is   fu ll y  util iz ed  to  sim ulate   plan ned   i nv e rter  t opol ogy.  A  r efe ren ce  si gn al  o f   Sinusoi dal  an d  thir d  harmo nic  inje ct ion   acc ompa ny  wit h   bipolar  le vel - sh i fted,   an d  phase - sh ifte d  m ulti carrier   P W M   c arr ie rs '   arr a ng e ment   is  us e d  t o  yield  the  switc hi ng  sig nals  for   CHBM LI .  F or  dif fer e nt  va lues  of   m odulati on   amplit ude  in di ces ,  M A   sim ulati on s  a re  c omplet ed.   A nalyz ed  m odulati on  dep t h  e xten ding  from   80%  t o  100%   modu la ti on  de pth  with   a   rati o  of  Modula ti on  F reque nc y,  M f   s et   at   100.  F or  in di vidu al   cel ls,  the   volt age  so urce i s set to  r eg ulate  at a fixed   value o f  100 V  with a combinati on  of  t hr ee - phase se ri es - co nnect ed  R L load   set   at   100  Ω   a nd  50  mH.  To   e ach   le g  of   CHBML I,  with   existi ng  of  S P W M   a nd  TH IPW M   ref e re nce   sig nal,  par a mete rs   suc h  R M S   ph as e  volt age   li ne - to - ne utral  (V RMS ),   crest   fac tor  (CF ),  f orm  fa ct or  ( FF ) ,  P has e   Vo lt age  a nd  P hase  Cu rr e nt  %TH D V   an d  %TH D I   is  eval uated.   Fig ur e  2(a)  a nd   Fig ur e  2(b)   d ispla ys   t he  th ree - ph a se  wa ve for m  of  ou t pu t  vo lt age  f or   t he  C HBM L I  by  SP W M   an d  TH I PWM  ref e ren c e  sign al   te c hn i qu e   at   = 1   us in g  le vel - s hifted  mu lt ic ar rier  P W M   te c hn i qu e s  (L SP W M ).   M ea nw hile,  the  th ree - phase  volt age  ou t pu t   wav e form   f or   C HBMLI  thr ough  S P W M   an d  TH I PWM  re fer e nc e  sign al   te ch niq ue  at   = 1   us ing   ph a se - s hifted   mu lt ic arr ie r   P W M   te c hn i qu e s  ( PSP W M )   is   as  s how n  in   F igure  3( a )  a nd  Figure  3(b ).  F or  both   carrier  ar range ment  strat e gy,   the  same   str uctu re  of  eac h  ou t pu t  ph a s e  volt age  waveform  is  see n  w hen  simulat ed   via   SPWM   or  T H IPWM .  The refor e ,  t o  re c ogni ze  the   s ubsta nt ia l  dif fer e nce   amo ng  L SP W M  an d  PSP WM car rie r  ar ra ng e ment,   furthe r deepe r a nalysis is  car r ie d  out.         (a)     (b)     Figure  2. O utput v oltage  wa ve form  t hr ee - ph ase el eve n  le ve l C HBM L I wit h  L SP WM car r ie r  ar rangeme nt  v ia ,   (a)   SP WM,  (b)  THIP WM         (a)     (b)     Figure  3. O utput v oltage  wa ve form  t hr ee - ph ase el eve n  le ve l C HBM L I wit h  P SP WM car r ie r  ar rangeme nt  v ia ,   (a)   SP WM,  (b)  THIP WM       Ba sed  on  the  pr e vious  stu dy  co nducted   f or  CHB M L I  with  LS PWM  ca rr ie r   sig nal  ar r ang e ment ,   Ph ase  Disposit ion   ca rr ie r  sig nal  re vealed,   a t  100%  m odul at ion   de pt h,   it   is  far   im pro ve d  co mp a re d  to   POD  and   APO D  ca rr ie r  si gn al   a rrang e ment  [14 ] .  The refore ,  to   simpli fi ed  a na lysis  an d  determine  t he  im portant   diff e re nce  am ong  LSP W M   an d  PS PWM  ca r rier  ar rangem e nt,  P D  car rier  sign al   ar ra ng e ment  is  ch os e n  to  be  com par e d  with   the  PS WPM  c arr ie r   sig nal  a r rangeme nt.   By   ta bula te d  data  captu red  f r om   M A TLAB/Si m ulin k   env i ronme nt,   Fig ure  4(a)   ex hib it s  t he  ph a s e  volt age,   V RMS   ( V a ,  V b ,   an d  V c )  w hen  the   CHB M LI   sim ulate d  Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
            IS S N :   2088 - 8 694   In t J   P ow  Ele c  &  Dr i   S ys t ,   V ol .  12 , N o.   1 ,  Ma rch   202 1   :   160   –   169   164   us in g  LS PWM  ( LSP D)   a nd  PS PWM  ca rr ie r  st rateg y  with  SP W M   ref e ren ce  sig na l  at   80 %  t o  100%   modu la ti on  de pth .   Ba sed   on  data  gat her e d,  wh e n  us in g  t he   same  ref e rence   sig nal,  the   values   of  V RMS  is  no t   var ie d  exces sively  f orm  on e   ano t her.  Ne ve rtheless,  Fi gu re  4(b )  s hown,   wh e n  the n  C HBM L I  is  simulat ed   us in g  t he  T H I PWM  ref e re nc e  sig nal,  t he  phase  volt age,   V RMS  is  5%  high er  wh e n  us i ng  LSP WM  co m pa red  to   PSP WM.  This   obse rv at io n  justi fie d  that   the  PDPW M  c arr ie r   ar ra ng e ment  will   pro du ce   a   hi gher   phase   vo lt age   co mp a re  to  P O DPW M ,  APOD PWM,  a nd  PS PWM.   Furthe r  an al ys is  is  carrie d  out  to  deter mine  th e   diff e re nce  between SP W M  a nd T HI P W M  i n  te r ms  of outp ut volt ages .         (a)     (b)     Figure  4. V RMS  (V a ,  V b   an d V c )  re fer e nce  at  di ff ere nt ca rr ie r   arr a ng e ment  strateg y  at   var i ous  M a  via ,   (a)   SP WM,  (b)  THIP WM       The  outp ut  volt age  va riat ion  f or  phase - to - neu t ral  volt ag e  am ong  ca rr i er  si gn al   with   SP W M   a nd   THIPW M  re fe ren ce   is  re vea le d  as  i n  Fi gure  5.   It  is  obs erv e d  t hat  the   phase  volt age ,  V A   f or  CHB M L I  simulat ed   via   THIPW M  re fe ren ce   sig nal   ha ve  a ppr oximat el y  15  %   gr eat er  i n  pea k  am pl it ud e  value   th an  t hat   reg ist ere d  by  the  Si nu s oid al   PWM .  T his  evide nce  s upports  previ ous  work  that   bee n  done   by  [ 14] .  T o  con cl ud e ,  for  al l  ref ere nce   s ign al   st rateg y  and  car rier   ar r ang e ment   co nt ro l  a nd  at   fu ll   mod ulati on  de pth ,   ph a se - to - neu tr al  v oltag e is ta bu la te d as i n  T able 1.    The  C HB M LI   sp ect rum  of  vo lt age   harmo nics  (%T HD V )   simulat ed   us ing  the   SP W M   ref e re nc e   sign al   f or  P D  (LSPW M ) ,  an d  PS PWM  ca r rier  ar ra ng e me nt  strat eg y  is  s how n  in  Fi gur e  6  via  util iz ing   fast   four ie r  tra nsfo r m  (F FT )  [ 19].  It  ca n  obser ve,  bas ed   on  this   sp ect r um  of   vo lt age  ha rm onic s,  no  oth e r  ha r monic  energ y  pro duc es  oth e r  tha n  fun dame ntal  ha rm on ic   wit h  the  SP WM   re fer e nce  sig nal.   Thro ugh  an al ys is,   %TH DV   is  rec orde d  is  11%  a t  100%  m odul at ion   de pth,  f or  both  P D  ( LS PWM)  a nd  PS PWM  via  the  SPWM   ref e ren ce  sig na l.  The  var ia ti on   of  %T HDV  rec orde d  not  sh ow  s ubsta nt ia l  diff ere nt  be tween  PD   (L SPWM )   and  P SP WM  c arr ie r   ar ra ng e men t.   T he  dif f eren ce   of  %T HDV   acr os s   a nalyze d  mod ul at ion   de pth  f or  LSP W M  and PS PWM  c arr ie rs'  ar range ment  via the  S PWM  ref e ren c e sig nal is p l otted as  in Fi gure  7 .           Figure  5. O utput v oltage  va riat ion   for ph a se  to neut ral b et ween LS PD an d  P SP WM v ia   SPWM a nd  THIPW M       Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
In t J  P ow Elec   & Dri S ys t   IS S N:  20 88 - 8 694       An alysis o n  t hre e phase  c as ca ded h - br id ge m ulti le v el  inverte r base d on   ...  (A.   Shams ul R ah i mi A.   Su bki)   165   Table  1.   V oltage  for ph a se to  n e utral at  100%  m odulati on  dep t h   PW M  Te ch n iq u e   Carrie r  Str ateg y   V R MS  (φ A )   V R MS  (φ B )   V R MS   (φ C )   SPW M   PD   3 5 6 .2   3 5 6 .3   3 5 7 .1   POD   3 5 5 .6   350   352   APOD   3 6 3 .5   3 5 5 .5   3 5 9 .7   PS   356   3 5 4 .9   3 5 9 .4   THI PW M   PD   412   4 1 2 .2   4 1 2 .2   POD   3 9 8 .2   3 9 9 .9   3 9 9 .6   APOD   4 0 1 .3   4 0 0 .9   4 0 1 .4   PS   3 9 9 .1   3 9 8 .1   4 0 1 .2       The  C HBMLI   sp ect r um  of  vo lt age   ha rm onic   (%   TH D V )   simulat ed   us i ng  the  TH IPW M   re fer e nce   sign al   f or  P D  (LSPW M ) ,  an d  PS PWM  ca r rier  ar range me nt  strat eg y  is  s how n  in  Fi gur e  8.   Accor ding   to  the  sp ect r um  of  volt age  harmo ni cs,  it   can   be   reali zed,   ot he r  tha n  f unda mental   har m onic ,  a   sig nific ant  3 rd   harmo nic  en er gy   is  pro duce d.   % TH D V  re corde d  is  18. 5%   at   100%   m odulati on  de pt h  f or  sim ulate d  P D  (LSPW M )   an d  PSP W M   strat egy  of  ca rr ie r  arr a ng e ment .  Be tween  ca rr ie r  ar range ments ,  not  a ny   sig nificant   diff e re nces   obs erv e d  ba sed   on  the   var ia ti on   of  % TH D V  rec orde d.  T he  dif f eren ce   of  %T HD V   acr os s   a na lyze d  modu la ti on   de pth  f or  PD  (L SPWM )  a nd   PSP WM  ca rr i ers'  a rran geme nt  t hroug h  the   T HI P W M   re f eren ce   sign al   is  plo tt e d  a s  i n  Fig ur e   9.   At   am plit ude  m odulati on  i nd ic es   e qu al   to   0.9 ,   f or  al l  L S PWM   an d  PS P W M  carrier  a rr a nge ment,  the  maxi mu m  % TH D V   recorde d.   Fig ure  10  sho ws  th e  com par is on   of   ph a se  volt age  total   harmo nic  dist or ti on,  %TH D V   acro ss   anal yz ed  m odulati on  de pt h  f or   P D  (L SP W M )  and   PSP W M   carriers'   arr a ng e ment  t hro ugh  S PWM  and   TH IPW M  ref e ren ce  si gnal .  To  c on cl ude,  the  rec orde d  %TH D V  us in g  the   SPWM   re fere nc e  sig nal   is  l ower   c ompare   t o  %TH D V   rec orde d  via   the   THIPW M  re fe ren ce   si gn al   due  t o  the   low e r ou t pu t  f undame ntal  volt age comp one nt r ec orde d [14 ].         (a)     (b)     Figure  6. %T H D V   am ong ca r r ie r  sig nal th rou gh SPW M   ref e ren ce  sig nal,  (a )  P D (LSP W M),  (b)  P SP W M           Figure  7. %T H D V   va riat ion f or LS PWM  and  PSP WM car rie r's  ar ra ng e men t st rategy   Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
            IS S N :   2088 - 8 694   In t J   P ow  Ele c  &  Dr i   S ys t ,   V ol .  12 , N o.   1 ,  Ma rch   202 1   :   160   –   169   166     (a)     (b)     Figure  8. %T H D V   am ong ca r r ie r  sig nal th rou gh T HI P W M   r efere nce si gn al , ( a )  P D (LS P W M ), ( b) PS P W M           Figure  9. %T H D V   va riat ion f or LS PWM  and  PSP WM car rie r's  ar ra ng e men t st rategy       Figure  10. C ompa rison  of % THD V   f or P D  ( LSP WM)  and PS PWM  c arr ie r's  ar range ment th r ough  SPWM  and T HI P W M   ref e ren ce  sig na l       Anothe r   fasci na ti ng   pe rforma nce  pa rameter   that  can   be   co mp a red  betwee n  LSP W M   a nd   PS PWM   is  the  cu rr e nt  t otal  harmo nic  distor ti on  (%T HD I ).   T he refor e ,  a n  a nalysis  co nducte d  to   deter mine  th e  sig nif ic ant   var ia nce  wh e n  CHBM LI  is   f ed  from  SP W M   a nd  T HI P W M   ref e ren ce   si gn al .   He nce,   F igure  11(a)  shows  the   com par is on  of  cu rr e nt  t otal  ha rm on ic   disto r ti on ,   %T HD I   a cro ss   a nalyze d  m odulati on  de pth  f or  al l  L S PWM  and  PS PWM  c arr ie rs'   ar range ment  th r ough  t he  S PWM  ref e ren ce   switc hi ng  met hod.  F rom  the  data  gather e d  and   a nalyze d,  %TH D I  is  si gn i ficantl y  im pro ved   wh e n  CHBML I  util iz ed  P S PWM  carrier  a rr a ng ement   strat egy.  It  is  r ecorde d  that  vi a  LSP W M ,  % THD I   ta bula te d  a rou nd  2.3%   com pa red  to  0.2%  via  P SP W M   at   100%  mod ulati on   dep t h.   M ea nwhile ,  the re  is  no   sig nifican t  diff e ren ce  i n  te rms  of  %T H D I  wh e n  C HBM L I  is   simulat ed   us i ng  T H IPWM .  F igure   11( b)  s hows   the   c ompa rison  of  c urrent   total   ha rm onic   dist or ti on,   % THD I   acro s s  anal yze d  m odulati on  dep t h  f or  al l  L SPWM  a nd  P S PWM  ca rr ie rs'   arr a ngeme nt  thr ough  the   T H IPWM   ref e ren ce  swit chin g  met hod.   Howe ver,  %T HD I   is  recor de d  to  ha ve  sta bl e  value  ac r os s  ana lyze d  m od ulati on   dep t h via PS P W M .   To  mea sure  th e  low - f reque nc y  sig nals,  c rest   facto r  (CF )  is  a  decisi ve  par a mete r.   Cre st  fa ct or   (C F)   is   def i ned  as  a   f r act ion   of  the   w avefor m's  pea k  am plit ud e   val ue  t o  it s  R M S   value   [ 14].  T he   so le   pur pose  for  CF   determi natio n  is  to  qu ic kly  r ecognize   how   mu c h  im pact  has  occ urred  i n  t he  wav e f orm  [ 3].  To   ach ie ve  a   p e r f e c t l y   s i n u s o i d a l   w a v e f o r m ,   C F   r a t i o   v a l u e   g a i n e d   m u s t   a r e   e q u a l   o r   c l o s e   t o   t h e   s q u a r e   r o o t   o f   2 .   T h u s ,   t h e   C F   a n a l y s i s   f o r   L S P W M   a n d   P S P W M   c a r r i e r   a r r a n g e m e n t   s i m u l a t e d   v i a   S P W M   r e f e r e n c e   s i g n a l   s w i t c h i n g   t e c h n i q u e   w i t h  r a n g e   a c r o s s   a n a l y z e d   m od u l a t i o n   d e p t h   i s   a s   s h o w n   i n   F i g u r e   1 2 ( a ) .   I n   t h e   meanti me,    Figure   12( b)  s hows   the   a nalysis  f or  LS PWM   an d  PS PWM   car rier   ar ra ng e ment   sim ulate d  via  t he  T HI P W M  ref e ren ce  sig na l  switc hing  te c hn i qu e   with  ra ng e  acr os s  a na lyzed  mod ulati on   de pth.  Acc ordi ng   t o  F i g u r e  1 2 ( a )   a n d   12 ( b )   a t   f u l l   d e p t h   o f   m o d u l a t i o n ,   f o r   e q u a l l y   S P W M   a n d   T H I P W M   r e f e r e n c e   s i g n a l   t e c h n i q u e ,   P D   ( L S P W M )   c a r r i e r   a r r a n g e m e n t   s t r a t e g y   p r o v i d e   a   C F   d o c u m e n t e d   n e a r   t o   p e r f e c t   s q u a r e   r oot o f 2  value .   Normall y,  to   quantif y  t he  s ha pe  of  outp ut  volt age,   the  val ue  of  f orm  fac tor  (F F )  is  us e d   [25] .  T he   assessme nt  f or  both  ref e renc e  sign al   switc hing  sc heme  i n  te r m  of  FF  for  LS PWM   a nd  PS PWM  c arr ie r   arr a ng e ment   a cro ss   a nalyz e d  mod ulati on  de pth   is   s how n  in  Fi gure  13.   Ba sed   on  ou r  a nalysis,   at   100%  Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
In t J  P ow Elec   & Dri S ys t   IS S N:  20 88 - 8 694       An alysis o n  t hre e phase  c as ca ded h - br id ge m ulti le v el  inverte r base d on   ...  (A.   Shams ul R ah i mi A.   Su bki)   167   modu la ti on  de pth ,   FF   is  ca ptu re d  near l y  pe rf ect   for  SP W M   ref e ren c e  si gn al   switc hi ng  te chn i que  acc ompan y  with  PD  (LSPW M )   an d  PS P W M   ca rr ie r's  a rr a ng e ment.   F or  T HIPW M ,   i t  is  r eco rd e d  to   yield   the   cl ose d  FF   rati o  th rou gh P D  ( LSP W M )  c arr ie r  ar range ment.         (a)     (b)     Figure  11. C ompa rison  of % THD I   acr os s  L SPWM a nd P S PWM ca rr ie r' s  arr a ng e ment  r e fer e nce si gn al   via ,   (a)   SP WM,  (b)  THIP WM         (a)     (b)     Figure  12. C re st facto r  f or  outpu t  vo lt ag e  via LSP W M  a nd PS P W M  ca rr i er arra ng e ment  w it h dif fer e nt  switc hing tec hniq ue,   (a) SP W M , ( b)   TH IPW M         (a)     (b)     Figure  13. Fo r m Facto r  c omp ariso n  am ong  LSP WM an d P SPWM c ar rier’s ar rangeme nt  via,  (a)   SP W M,     (b)  T HIPW M       4.   CONCL US I O N    Via SIM ULIN K  e nv ir onme nt thr ee  phase  C HBM L I,   11 le vels w it h R - L l oad u ti li zi ng   si nu s oi dal and   third   harmo ni c  injec ti on   P W M   refe re nce   sign al   s witc hi ng   strat e gy   ha s  bee n  est abl ished ,  simulat ed  an d  Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
            IS S N :   2088 - 8 694   In t J   P ow  Ele c  &  Dr i   S ys t ,   V ol .  12 , N o.   1 ,  Ma rch   202 1   :   160   –   169   168   analyze d.  P D   (LSPW M )   a nd  PS PWM   c on t ro l   meth ods   ar e  im plemente d  an d  c ompare d  with   a n  i de ntica l  simulat ion   paramet er,  a nd   Ma   ro se  from  80%  to  100%   m odulati on   de pth .  Accord i ng   t o  the  a nalyze d  resu lt ,   the  pe rforma nc e  is  acce ptable   in  te rm s  of  % THDV  a nd  % THDI  values .  Simulat io n  ana lysis  al so   i nd ic at es,  at   f u l l   m o d u l a t i o n   d e p t h ,   d u e   t o   h i g h e r   f u n d a m e n t a l   o u t p u t   v o l t a g e   c o m p o n e n t   p r o d u c e s   v i a   t h e   T H I P W M   m o d u l a t i o n   t e c h n i q u e   c o m p a r e d   t o   t h e   S P W M   t e c h n i q u e ,   t h i s   c a u s e s   h i g h e r   % T H D V .   T h e r e f o r e ,   t o   a u t h e n t i c a t e   t h e   r e s u l t   o f   s i m u l a t i o n   a n a l y s i s ,   e x t e n s i v e   w o r k ,   p a r t i c u l a r l y   i n v o l v i n g   h a r d w a r e   imple mentat io n,   ne e ds   to  be  cond ucted.       ACKN OWLE DGE MENTS     FTK E E  with full   su pp or t  f r om  UTe M   tha nked  for  fi nan ci ng   a nd  spo ns or ing   this  st udy  via  PJP/2 019/  FTK E E (4B)/S 01656 sh ort - te r m gra nt.       REFERE NCE S    [1]   B.   Shan thi  and   S.  P.   Nat araja n ,   “ Compa r at iv e   st udy  on   unipolar   mul ticar r ie r   PW M  strategie s   for   five - l eve l   f lyi ng   ca pa ci tor   inve r t ers, ”   2009  In ter nati onal  Confer enc e  on  Cont rol,  Aut omat ion ,   Comm unic ati o n  and  Ene rgy   Conservati on,   Perundura i ,   Ta m ilnadu,   2009 ,   pp .   1 – 7.   [2]   Cola k  I . ,   Kab alci  E . ,   and  B ayindir  R. ,   “ R evi e w  of  mul ti - le v e l  voltage  sourc e   inve rt er  topo lo gie s  and  cont ro l  sche me s, ”   Ene rg y  Conv ers  and  Manag eme nt ,   vo l.   52 ,   no .   2 ,   pp .   1 114 – 1128 ,   2011 .   [3]   O.  Sala m a,   A .   T abya oui ,   and   M .   Benc hagr a,  “ Co ntrol   Methods  o n  Thre e - ph ase   P ower  Converters  in  Photovolt ai c   S y s t e m s , ”   I n t e r n a t i o n a l   J o u r n a l   o f   P o w e r   E l e c t r o n i c s   a n d   D r i v e   S y s t e m   ( I J P E D S ) ,   v o l .   9 ,   n o .   4 ,   p p .   1 8 5 1 – 1 8 6 5 ,   2 0 1 8 .   [4]   H .   Hasabe l rasul   and   X .   Yan,  “ Compa rison  of   mul ticar r ie r  PW M  te chn ique s  f or  ca sc ade d   H - bridge   mul ti - l e v e l   i n v e r t e r , ”   I n t e r n a t i o n a l   J o u r n a l   o f   P o w e r   E l e c t r o n i c s   a n d   D r i v e   S y s t e m   ( I J P E D S ) ,   v o l .   8 ,   n o .   2 ,   p p .   8 6 1 – 8 6 8 ,   2 0 1 7 .   [5]   Muhamm ad   T .   et   a l . ,  “ Casc aded  Symmetric  M ult ilevel  Inv ert er   with   Reduced   Number   of   Cont roll ed   Sw it ch es, ”   Inte rnational   Jo urnal  of Powe r  El e ct ronics  and   Dr iv e  Syst em  (I J PE DS) ,   vo l. 8, n o.   2 ,   pp .   795 – 80 3,   2017 .   [6]   N.  Cel anov ic   a nd  D.  Boroyev ic h,   “ A  fast  s pac e - v ector  mo dula ti on   al gor ithm  for  multi - l eve l  three - phas e  conve rt ers, ”   in   I EE E   Tr ansacti o ns on  Industry A ppli cations,  vo l.  37,   no .   2 ,   pp .   63 7 – 641 ,   2001 .   [7]   J .   Jos eph   and   A .  Praka sh,   “ C asc ade d   mu lt i - l eve l   inverter   w it h  mul t ic arr ie r   PWM  t ec hni q ues, ”   Inte rnat io nal  Journal  of   Engi n ee ring S ci en ce  &  Ad vanc ed   Tec hnology ,   vol .   4 ,   no.   5 ,   pp .   437 – 4 42 ,  2014 .   [8]   A.  S .   R .  A.   Subki,   M .   Z .   M .   Tumari ,   W .   N .   A .   R ashid,  A .   Z .   Jidin ,   and   A .   N .   M .   Mu stafa ,   “ Hardwar e   im plementat ion  of  single  phase   thre e - le ve l  ca sc ade d  H - br idg e   mul ti - le v el   inverter   using   sin usoidal  pulse   widt h   modul ation, ”  Int ernati onal   Journ al  o f   Powe r   E lectronic s   and   Dr iv e   Syst em  (I JP E DS) ,   vol .   10,   no .   2,   pp .   625 – 635,   2019.   [9]   L .   Nand a,  A.  D asgupta ,   and   U.   K.  Rout ,   “ A  co mpa ra ti ve   Analy sis  of  Symme tr i ca l   and  As ymmetrical  Casc ade d   Multi le v el   Inv er te r  Having  R ed uce d  Number   o f  Sw it che s   and   DC   Source s, ”   Inte rnational   Jo urnal  of  Powe r  El e ct ronics  and   Dr iv e  Syst em  (I J PE DS),   vo l. 8, n o.   4 ,   pp .   1595 – 1 602,   2017 .   [10]   N .   P rab aharan   a nd   K .   Pal ani sa my,   “ A  com p re hensive   r evi ew  on  red uc ed  sw itch  multi - l evel  i nver te r   topol og i es,   modul ation  tech nique s  and   applications, ”   R enewable  and   Sust ainabl e   En ergy   Re v ie ws ,   vol .   7 6,   pp .   1248 – 128 2,   2017.   [11]   Tsunoda  A.,   Hi nago  Y.,   and  K oiz umi  H.,   “ L e vel -   and   ph ase - shifte d  PWM  f or  seve n - le v el   s witc hed - ca p ac i t or   inve rt er  us ing  serie s/par al l el   c onver sion, ”   IE EE   Tr ansacti on s  on  Industrial  El e ct ronics ,   v ol.   61,   no.   8 ,     pp.   4011 – 40 21 ,   2014.   [12]   Carr ara   G . ,   Gard el l a  S.,   Mar che s oni  M.,   Salu ta r i R.,   and  S ci utt o   G.,   “ A ne w m u lti - le v el   PWM m e thod:   a the ore tic al   ana lysis, ”   I EE E   Tr ansacti ons on Power  E le c troni cs ,   vol .   7 ,   no .   3 ,   pp.   497 – 505 ,   19 92 .   [13]   H iya gar a ja n   V.   and   Som asunda r am  P.,   “ A   New  Seven  Le ve l   Symme tr ical   Inve r t er  wi th  R educed   Sw it ch   Count , ”   Inte rnatio nal   Jo urnal  of Powe r  El e ct ronics  and   Dr iv e  Syst em  (I J PE DS ),   vo l. 9, n o.   2 ,   pp .   921 – 92 5,   2018 .   [14]   Nade ri  R.   and   Rahm ati  A.,   “ Phase - shifte d  ca rri er  PWM  t ec hniqu e  for  g ene ra l  c asc ade d   inve rt ers, ”   I E EE   Tr ansacti ons on Power  E le c troni cs ,   vol .   23 ,   no .   3 ,   pp .   1257 – 1 269 ,   2008.   [15]   Zha o  J. ,   He   X.,  and  Zha o  R . ,   “ A  novel  pwm  cont rol   method  for  hybrid - c la m ped  mu lt i - le ve l  inve rt ers, ”   IEEE   Tr ansacti ons on Indus trial   E le c tronic s ,   vo l. 57, n o.   7 ,   pp .   2365 – 2 373,   2010 .   [16]   Alexa nder   S.   A.,  “ Dev el opm ent  of  solar   photovo lt aic  inve r te r   wi t h  red uc ed  h arm o nic   d istort ions   suita bl e  fo r  Indi a n  sub - cont ine n t, ”   Re newab le   and   Sustainabl e   Ener gy  Revi ews ,   vol .   56 ,   pp .   694 – 70 4 ,   2016 .   [17]   Y .   Babkr ani,  A .   Nadda mi ,   and  M .   Hil al ,   “ A  s ma rt   c asc ad ed  H - bridge   mul t i - l eve l   inv erter  wi th  an  op ti m iz ed   modul ation   tech nique  inc r ea sing   th e  qu ality   and   red uci ng   h arm o nic s, ”   In te rnatio nal  Journal  o f   P ower  E le c tronics   and  Dr iv e  S ystem   (IJ PE DS) ,   vo l .   10 ,   no .   4 ,   pp .   1 852 – 1862 ,  2019 .   [18]   A.  S.  R .   A.   Subk i,   M.   Z .   Tum a ri,  N.  M.   Y usof,   A.   Z.   Jidin ,   A.   F.   Z .   Abidin ,   W.  N.   A .   Rashid ,   M.   S.   Saeala l ,   and  A .   W.   Ab  Az iz,  “ C ompa ra ti ve   stud y  of  sinusoidal  PWM  and  thi rd   har monic  in je c ted  PWM  on  three  phase   ca sc aded  H - bridge   multi - l eve l  inve r te r  at   var ious  am p li tu de  modulati on   i ndic es, ”   2018   I EE E  PE S  Asia - Pac ific  Powe r  a nd   Ene rgy  Engi n ee r ing  Conf ere nce ( AP P EE C ), Kota   Kinaba lu ,   2018 ,   pp.   520 – 525 .   [19]   C.   R .   B al a muru gan,  S.  P.   Na ta r aj an ,   R .   Bensra j ,   and   B.   Shanth i,  “ A  rev ie w  on   m odula ti on   str at eg ie s  of   multi - le ve l   i n v e r t e r , ”   I n d o n e s i a n   J o u r n a l   o f   E l e c t r i c a l   E n g i n e e r i n g   a n d   C o m p u t e r   S c i e n c e   ( I J E E C S ) ,   v o l .   3 ,   n o .   3 ,   p p .   6 8 1 – 7 0 5 ,   2 0 1 6 .   Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
In t J  P ow Elec   & Dri S ys t   IS S N:  20 88 - 8 694       An alysis o n  t hre e phase  c as ca ded h - br id ge m ulti le v el  inverte r base d on   ...  (A.   Shams ul R ah i mi A.   Su bki)   169   [20]   Bal am u ruga n   C.   R . ,   Nata r ajan  S .   P.,  and  Pad ma th il ag am  V. ,  “ Compa ra ti ve   study   on  var iou s  bipo l ar  pwm   str at eg ies   for  thr ee  phase s   fiv e  le v el  c asc a ded  inve rt er ,”   A RP N   Journal   of   Engi ne ering  and   App li ed   Sc ie n c es ,   vo l.  7,   no .   9,     pp.   1091 – 1101 ,   2012.   [21]   T.   P.  Kakosimo s,  K.  Pavlou,   A.   Klada s,  and   S.  Mania s,   “ A  sing le - phase   n ine - l e vel   inv ert er  for  re newa bl e  en erg y  sys te ms e mp l oyi ng  model  pr edi c t ive   cont rol , ”   En e rgy  Conve rs ion and Manage men t,   vo l. 89, pp. 42 7 – 437,   2015 .     [22]   M.  Coppola,   F.  Di  Napoli,   and   P.  Guerr ie ro ,   “ An  FP GA - Based  Advanc ed   Contro l   Strategy  of   a  Gr id - Tied  PV   CHB   Inve rte r , ”   IE EE   Tr ansacti o ns on Power  E le c troni cs ,   vol .   31 ,   no .   1 ,   pp .   806 – 816 ,   2 016.     [23]   S.  V .   Madha v i  a nd  G.   T .   R .   Das,  “ Compa r ative   Study  of   Contro ll ers   for  an   Isola te d   Full   Bridge  Boost  Converter   Topol ogy  in   Fuel  Ce ll   Appl icat ions, ”   In te rnatio nal  Journal  o f  Powe r  Elec troni cs  and  Dr iv e   S yste m  (IJ PE DS) ,    vol .   9 ,   no .   4 ,   pp .   1644 – 1656,   201 8.   [24]   M.  Khanfa ra ,   R.   El   Ba cht ir i,   M .   Bouss et ta ,   and  K.  El   Ha mm ou mi ,   “ A  Multi ca rr ie r  PWM  Techni que  for  Five  Le v el  Inve rte r  Conn ecte d  to  the   Grid , ”   Inte rnationa l  J ournal  of  Powe r   El e ct ron ic s  and   Dr iv e  Syst em  (IJ PE DS) ,   vol.   9 ,   no.   4 ,   pp .   1774 – 1783,   2018 .   [25]   G.  V .   Krishnan ,   M.   V .   Ra jkumar,   and   C .   Hem al a tha ,   “ Modeling  and   Sim ulati on  of   13 - l eve l   Casca ded   Hybri d   Multi le v el   Inve r te r  wit h  l ess  numbe r  of   Sw it ch es, ”   In te rnation al  Journal  o f  In novat i ve   S tudi es   in  Sc ie n ce s  an d   Engi ne ering  Tec hnology   ISSN   24 55 - 4863  (IJ ISS E T) ,   vol. 2, no. 11 ,   pp .   43 – 47 ,   201 6.   Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.