I n t ern a t i o n a l  J o u rn a l  o f  E l ect ri ca l  a n d  C o m p u t er E n g i n eeri n g  ( I J E C E )   V o l.   6 ,  No .   5 O c t obe r   20 1 6 , p p .   19 39 ~ 1 947   I S S N :  2088 - 8708 D O I :  10. 11 591/ i j ece . v 6i 5 . 11 378          1939       Jou r n al  h om e p age ht t p: / / i ae s j our nal . c om / onl i ne / i nde x . ph p / I J E C E   I nv es t ig a t io n a nd  Ana ly s is  o f  Spa ce  Vect o r  M o dula t i o w it M a t rix  Co nv ert er  Det e r m ined  B a s e d o n F u zz y  C - M e an s     T uned M o dula t io n I ndex s       C h.  A m a r e ndr a K .  H a r i na dh R e ddy   D ep ar t m en t o f  E l ect r i cal  an d  E l ect r o n i cs   E ng i ne e r i ng ,   K . L U n iv e r s ity ,  I ndi a       A rt i cl e I n f o     AB S T RAC T     A r tic le  h is to r y :   R ecei v ed   Ap r   28 ,  2 01 6   Re v i s e d   J ul   10 ,  2 01 6   A ccep t ed   J ul   29 ,  201 6       M a t r i x  c onv e r t e r  pe r f or m s  e ne r gy  c onv e r s i on by  di r e c t l y  c onne c t i ng  i n pu t   pha s e s  w i t h out put  p ha s e s  t hr oug bi d i r e c t i ona l  s w i t c he s .  C onv e nt i ona l   p o w er  co n v er t er s  m ak e u s e o f  b u l k y  r eact i v e el e m en t s  w h i ch  ar e s u b j ect ed  t o   ag ei n g ,  r ed u ce t h e s y s t e m  r el i ab i l i t y .   T h m at r i x   co n v er t er  ( M C )  s t an d s  as  an   a lte r n a tiv e  to  c o n v e n tio n a l p o w er  co n v er t er .  F u r t h er m o r e M C s  pr ov i de   bi di r e c t i ona l  p ow e r   f l ow  ne a r l y  s i nus oi da l  i n pu t  a nd s i n us oi da l  out pu t   w a v e f or m  a nd c ont r ol l a b l e  i np ut   pow e r  f a c t or .   I n t hi s  w or k ,  t hr e e   m odul a t i on   m e t hods  ha v e  be e n s i m ul a t e d us i ng  M A T L A B  a nd c om pa r e d on t he  ba s i s  of   i np ut  c ur r e nt   ha r m oni c s ,  out p ut   v ol t a g e  ha r m oni c s  a nd num be r  o f  s w itc h in g   p er  c y cl e.    T h e  t h r ee   t e c hni que s   s i m u l at ed  ar e ,  O p ti m a l V e n tu r i ni  m e t hod,   D i r ect  S p ace V ect o r  M odul a t i on   ( DS VM )   an d  I n d i r ect  S p ace V ect o r   M o d u la tio n   (IS V M )   on C o nv e nt i o n a l M a tr ix  C o n v e rt e r (CM C) a n d  o b t a i n e d   f or m  F uz z y  c - M e a ns  ( F C M ) .    D S V M  w i t h F C M  i s   pr o pos e d  f or  ob t a i nt i ng   be s t  r e s ul t s  c om pa r e d t ot he r   t hr e e  t e c hni que s .   Ke y wo rd :   M at r i x  C o n v er t er   D i r ect  S p ace V ect o r   M o d u la tio n   I n d i r ect  S p ace V ect o r   M o d u la tio n   F uz z y c - M ea n s  ( F C M)   C opy r i g ht   ©  201 6   I ns t i t ut e  o f  A d v anc e d E ngi ne e r i ng  an Sc i e nc e   A l l  ri g h t s re se rv e d .   Co rre sp o n d i n g  Au t h o r :   C h .  A m ar en d r a,     R es ear ch  s ch o l ar ,   D ep ar t m e n t   o f  E l ect r i cal  an d  E l ect r o n i cs  E n g i n eer i n g ,   K . L . U n i v e r s i t y   G r een  f i el d s ,  V ad es w ar a m ,  G u n t u r .   E m a il:  a m ar en d r aa m r i t a@ g m ai l . co m       1.   I NT RO D UCT I O N   T h e m a t r i x  co n v er t er s  ar o n e s t a g e co n v er t er s  cap ab l e o f  p r o v i d i n g   s i n u s o i d al  v o l t ag e an d   f r e q ue nc y t r a ns f o r m a t i o n.  E a c h o ut p ut   l i ne  i s  l i nke d  t o  e a c h i np ut  l i ne  vi a  a  b i d i r e c t i o na l  s w i t c h.  T he s e   b id ir e c tio n a l s w itc h e s  p r o v id e s  to  a c q u ir e   v o lta g e s   w it h   v a r i a b l e  a m p l i t ud e  a nd   f r e q ue nc y a t  t he  o ut p ut   s i d e   b y   s w itc h i n g   i n p u t v o lta g e  w it h  v a r io u s  m o d u la tio n   a l g o r ith m s .   T h m at r i x  co n v er t er  i s  a s i n g l s t ag e   co n v er t er   w h i ch   h a s  an  ar r a y  o f   m × n  b id ir e c tio n a l p o w e r   s w itc h in g  to  c o n n e c t d ir e c tl y m - p ha s e  vo l t a g s o u r ce t o   n - p h as e l o ad .  T h m at r i x  co n v er t er  o f  3   × 3  s w itc h e s   s h o w n  in   F ig ur e   1   h as  h i g h es t  p r act i cal  i n t er es t   b ecau s e i t  co n n ect s  a t h r ee p h as e v o l t a g e s o u r ce  w i t h  a t h r e e p h as e l o ad .   N o r m a l l y ,   t h m at r i x  co n v er t er  i s  f ed  b y  a  v o l t ag e  s o u r ce  an d ,  f o r   t hi s  r e a s o n t he  i np ut  t e r m i na l s   s ho u l d  no t  b e  s ho r t e d .  O n t h e  o t he r  ha nd  t he  l o a d  ha s   t y p i c a l l y  a n i nd uc t i ve   na t ur e  a nd  f o r  t hi s  r e a s o n  a n   o ut p ut  p ha s e   m us t   ne ve r  b e  o pe ne d .  D e f i ni ng t he  s w i t c hi n g f unc t i o n o f  a  s i n gl e  s w i t c h :     S kj = 1             s w i tc h   S kj   c l os e d 0 ,               s w i tc h   S kj   o p en              K = { A , B , C }         j = { a , b , c }   (1 )     T h e r es t r i ct i o n  i s  ex p r es s ed  as     S Aj + S BJ + S CJ = 1                           j = { a , b , c }   ( 2)   Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
                      I SSN :   20 88 - 8708   IJ E C E   V o l .   6 , N o 5 O c t obe r  2016   :   19 39     19 47   1940       F i g ur e  1 .   3 ×3 m a t r i x  c on v e r t e r  t opol og y       T he  i np ut  a nd  o ut p ut  vo l t a ge  c a n b e  e xp r e s s e d  a s  ve c t o r s  d e f i ne d  b y     V o = v a ( t ) v b ( t ) v c ( t ) V i = v A ( t ) v B ( t ) v C ( t )   (3 )     T h e i n p u t  an d  o u t p u t  cu r r en t  can  b e ex p r es s ed  as  v ect o r s  d e f i n ed  b y     I i = i a ( t ) i b ( t ) i c ( t ) I o = i A ( t ) i B ( t ) i C ( t )   (4 )     T h e  r el at i o n s h i p  b et w een  l o a d  an d  i n p u t  v o l t a g e ca n  b e ex p r es s ed  as     v a ( t ) v b ( t ) v c ( t ) = S Aa ( t ) S Ba ( t ) S Ca ( t ) S Ab ( t ) S Bb ( t ) S Cb ( t ) S Ac ( t ) S Bc ( t ) S Cc ( t ) v A ( t ) v B ( t ) v C ( t )   (5 )     B y   c o n s id e r in g   th a t h e   b id ir e c tio n a p o w e r   s w itc h e s   w o r k   w it h   h i g h   s w itc h in g   f r e q u e n c y ,   a   lo w - f r eq u en c y  o u t p u t  v o l t a g e o f  v ar i ab l e am p l i t u d e an d  f r eq u e n c y  can  b e g en er at ed  b y   m o d u l at i n g  t h e d u t y  c y cl e   o f t h e   s w i t c he s  u s i ng t he i r  r e s p e c t i ve  s w i t c hi n g f unc t i o n.   L e t  m kj ( t ) b e t h e d u t y  c y cl e o f  s w i t ch   S k j  d ef i n ed  as   m kj (t )= t k j / T s e q .  W hi c h c a n ha ve  t he   f o l l o w i n g   va l ue s     0  < m k j   <  1   k= { A , B , C } , j = { a , b , c } .   ( 6)     T h e  A ls i n a  a n d  V e n t u r in i M e th o d  ( A V  M e th o d )  is  th e  f ir s t  to   pr o d uc e  s i nus o i d a l  i np ut  a nd  o ut p ut   w a ve  f o r m s   w i t m i ni m a l  hi ghe r  o r d e r  ha r m o ni c s  a nd  n o  s ub  ha r m o ni c  c o m p o ne nt s .   T he   m o s t  p o p ul a r   s w itc h in g  a l g o r ith m  i s  s p a c e   v e c to r   m o d u la tio n  t h a t a llo w s  th e  c o n tr o l o f  i n p u t c u r r e n a n d  o u tp u v o lta g e   v ect o r s  i n d ep en d en t l y .  S p ace v ect o r   M o d u l at i o n   h a s  m a n y  ad v an t a g es  w i t h   r es p ect  t o  A V   an d   O p t i m al  A V   m od u l a t i o n   t e c hn i qu e s ,   s u c h   a s   obt a i n   m a x i m um   v ol t a g e   t r a n s f e r   r a t i ( 0< q’ < 0. 866 )   w i t h ou t   a ddi ng   t h i r d   h ar m o n i cs ,   m i n i m i ze t h e n u m b er  o f   s w i t c h i n g  o p er at i o n s  p er  cy cl e.  T h es e t h r ee  m o d u l at i o n s  f o r  M at r i x   C o n v er t er  h av e b ee n  p r o p o s e d  in  lite r a tu r e  [ 1] - [4 ] .  Man y  a s p ect s  s u ch  a s  T o t al  H ar m o n i c D i s t o r t i o n  ( T H D ) ,   c om pl e x i t y  of  i m p l e m e n t a t i on  a n d num be r  of  s w i t c hi ng   ope r a t i on s  pe r  c y c l e  pl a y  a n i m por t a n t  r ol e  i de t e r m i n i ng  a n  a ppr opr i a t e  m odu l a t i on   s tr a te g y .       Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
IJ E C E     I SSN :   2088 - 8708       I nv e s t i gat i on a nd A nal y s i s  of  Spac e  V e c t or  M od ul at i on w i t h  M at r i x C o n ver t er     .... ( C h . Am a r e n d r a )   1941   2.   A LE S I N A     VE NT URI N I   M E T H O ( AV M E T H O D)   A   f ir s t s o l ut i o n  i s  o b t a i ne d  b y   us i n g t he  d ut y c yc l e   m a t r i x a p p r o a c h.  T hi s  s t r a t e g y a l l o w s  t he  c o nt r o l   of  t h e  out pu t  v ol t a g e s  a n d  i npu t  po w e r  f a c t or ,  a n d c a n  be   s um m a r i z e d i n  t h e   f ol l o w i n e qu a t i on ,   v a l i f or   uni t y  i np ut  p o w e r  f a c t o r .     m kj = t kj T s eq = 1 3 1 + 2 v k v j V im 2                       f o r  k =A , B , C  an d  j =a, b , c   (7 )     A s s um i ng  ba l a n c e d s u ppl y   vol t a g e s  a n d ba l a n c e d ou t pu t   c on di t i on s ,  t h e   m a xi m um  v a l u e  of  t h e   v o lta g e  tr a n s f e r  r a tio  ‘ q  i s  0 . 5 .  T h is  lo w  v a l u e  r e p r e s e n t s  th e   m a j o r  d r a w b a c k  o f  t h is   m o d u la tio n  s tr a te g y .       3.   A LE S I N -   VE NT URI N I  1 9 8 9  ( O P T I M U M  AV  M ETH O D )   I n  or de r  t o i m pr ov e  t h e  pe r f or m a n c e  o f  t h e  pr e v i ous   m o du l a t i on s t r a t e gy  i n  t e r m s  of   m a x i m u m   v o l t ag t r an s f er  r at i o ,  a s eco n d  s o l ut i o ha s  b e e n p r e s e nt e d  i n [ 2] , [3 ] .  I n  th is  c a s e  th e   m o d u la tio n  la w  c a n  b e   de s c r i be d by   th e   f o llo w in g  r e la tio n s h ip ,  v a lid  f o r  u n it y  p o w e r  f a c to r ,  a n d  m a x i m u m   v o lta g e  tr a n s f e r  r a tio  ‘ q   i s  0. 866 .     = 1 3 1 + 2  2 + 4 3 3 s in ( + ) s in   ( 3 )   (8 )     f o r  K =A ,  B ,  C  an d  j =a,  b ,  c  β K = 0 , 2 π 3 , 4 π 3   fo r     K = A , B , C   r es p e c t i v el y .       4.   DI RE CT   S P A CE  V E C T O R M O DUL AT I O N ( DS VM )   T h D S V M   h as   f o l l o w i n g   ad v an t a g es  co m p ar ed  t o   A V  Met h o d  a n d   O p t i m al   A V   M et h o d   a . M a x i m u m   v o lta g e  tr a n s f e r  r a tio  ( 0 . 8 6 6 )  w it h o u u til iz in g   th e  th ir d  h a r m o n ic  c o m p o n e n t in j e c tio n   m e t h o d .   b .  R ed u ce t h e  ef f ect i v s w i t c h i n g  f r eq u e n c y  i n  e a c h c y c l e ,  a n d t hu s  t h e  s w i t c hi ng   l os s e s . c .  M i ni m i z i ng t he   i np ut  c ur r e nt  a nd  o ut p ut  vo l t a ge  ha r m o ni c s . A t  a n y s w i t c h i ng t i m e ,  t he r e  a r e  2 7  s w i t c h i ng  f o r  c o nne c t i n g   o u t p u t  p h as e t o  i n p u t  p h a s es .   T h es e s w i t ch i n g  co m b i n at i o n s  can  b e an al y zed  i n  t h r ee g r oups ,   G ro u p  I  -   E ach   o u tp u t p h a s e  is  d ir e c tl y  c o n n e c te d  to  th r e e  i n p u t  p h a s e s  i n te r n s   w it h  s ix  s w i tc h in g  c o m b i n a tio n s .   G ro u p  II  -   T h er e ar 1 8  s w i t c h i n g  co m b i n at i o n s  i n  t h e s eco n d  g r o u p  a ct i v e v o l t a g v ect o r  f o r m ed  at  v ar i ab l ea m p l i t u d a nd  f r e q ue nc y.   A m p l i t ud e  o f  t he  o ut p ut   vo l t a ge  d e p e nd s  o n   t he   s e l e c t e d  i np ut  l i ne  vo l t a ge s .   G ro u p  III  -   L a s t   gr o up   w i t h t hr e e   s w i t c hi ng  c o m b i na t i o ns  c o ns i s t s  o f  z e r o  ve c t o r s .  I n t hi s  c a s e ,  a l l  t he  o ut p ut  p ha s e s  a r e   c o nne c t e d  t o  t he  i np ut  p ha s e .   O ut p u t  l i ne   vo l t a ge  a nd  i np ut   c u r r en t   s p ace v ect o r s  ar u s ed  i n  t h e ap p l i cat i o n   o f  t h e S p ace V ect o r  M o d u l at i o n  ( S V M)  t o  t h m at r i x  co n v e r t er .   T he  d ut y  c y c l e  f o r  t he   f o ur  no n - zer o  v ect o r s     δ 1 = ( 1 ) k o + k i + 1 2 m 3 co s o π 2 co s   ( i π 2 ) co s   ( )   (9 )     δ 2 = ( 1 ) k o + k i 2 m 3 co s o π 2 co s   ( i + π 6 ) co s   ( )   ( 10)     δ 3 = ( 1 ) k o + k i 2 m 3 co s o + π 6 co s   ( i π 2 ) co s   ( )   ( 11)     δ 4 = ( 1 ) k o + k i + 1 2 m 3 co s o + π 6 co s   ( i + π 6 ) co s   ( )   ( 12)     W h e r e  m  is  th e   m o d u la tio n  in d e x ,   i s  t h e d i s p l acem e n t  an g l e  m ea s u r ed b et w een  i n p u t  v o l t a g e v ect o r  V i   a nd   i np ut  c ur r e nt   ve c t o r   I i , k v   a nd  K i   ar e t h e v o l t a g e an d  cu r r en t  s ect o r s  r es p ect i v el y .     o = o ( k v 1 ) π 6   ( 13)       i = i ( k i 1 ) π 6   ( 14)     I f  t he  s i g n o f  a n y  d ut y  c yc l e  i s  ne ga t i ve  t he n t he  ve c t o r  o f   gr o up  I I  m us t   ha ve  a  ne ga t i ve  s i g n.  T he   d ut y c y c l e  o f  t he  z e r o  ve c t o r  V s o  a nd  I s o  i s   m uc h t ha t  t he  t o t a l  d ut y c yc l e   m u s t  b e   t he   u ni t  at  a  f i x ed   s a m p l i n g f r e q ue nc y .   Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
                      I SSN :   20 88 - 8708   IJ E C E   V o l .   6 , N o 5 O c t obe r  2016   :   19 39     19 47   1942   δ 0 = 1 δ 1 + δ 2 + δ 3 + δ 4   ( 15)       T ab l e 1 .   P os i t i on  s w i t c h i ng   v e c t or s  of  g r ou p 2 i n  t e r m s  of  t he  v ol t a g e  a n d c u r r e n t  s e c t or s ,  f or  e a c h  n on - zer o   v ect o r   C u rre n t   S ec t o r   V ol t a g e  S e c t or   1  o r  4   2  o r  5   3  o r  6   1  o r  4   9   7   3   1   6   4   9   7   3   1   6   4   2  o r  5   8   9   2   3   5   6   8   9   2   3   5   6   3  o r  6   7   8   1   2   4   5   7   8   1   2   4   5     s 1   s 2   s 3   s 4   s 1   s 2   s 3   s 4   s 1   s 2   s 3   s 4       5.   I n d i rect  S p a ce V ect o M o d u l a t i o n  ( I S V M )   T h is   m o d u la tio n  te c h iq u e  a p p lie s  t h e   w e ll d e v e lo p e d  P u ls e   W id th  M o d u la tio n   ( P W M)   s tr a te g ie s  o f   co n v er t er  t o  a   m a t r i x  co n v er t e r   m o d u l at i o n  al g o r i t h a m .  T h o b j ect i v e i s  s t i l l  t h s a m e as  d i r ect  s p ace  v ect o r .   S ynt he s i z e  t he  o ut p ut  vo l t a ge  ve c t o r s  f r o m  t he  i np ut  vo l t a ge s  a nd  t he  i np ut  c ur r e nt  ve c t o r  f r o m  t he  o u t p ut   c ur r e nt s .  T he  o ut p ut  vo l t a ge s   a nd  i np ut  c ur r e nt s  a r e  c o nt r o l l e d  i nd e p e nd a nt l y  i I SV M . T he  a d va nt a ge  o f  t hi s   m o d u la tio n  s c h e m e  is  t h a t it i s  e a s ie r  to  i m p le m e n t t h e   w e l l e s ta b lis h e d  P W M  c o n v e r te r  m o d u la tio n  to  th e   M C. A s  t h m at r i x  co n v er t er  c an   eq u i v al e n t l y  r ep r es e n t ed  as  i n v er t er  a n d  r ect i f i er  s t a g es   s p l itte d  b y  a   f ic tio n   D C  lin k  th i s  is  d o n e  b y  d iv id in g  t h e  s w it h c h in g  f u n c tio n s  in to  th e  p r o d u c t o f  r e c tif ie r   a n d  in v e r te r  s w itc h in g   f u nc t i o n.   T w o  s p ace v ect o r   m o d u l at i o n s   f o r  cu r r en t  s o u r ce r ect i f i er  a n d  v o l t a g e s o u r ce i n v er t er   s t a ge s  s ho ul d   be  i m pl e m e n t e d a n d t h e n  t h e  t w m od u l a t i on  r e s u l t s  s h ou l be  c om bi n e d.     S 1 1 S 2 1 S 3 1 S 1 2 S 2 2 S 3 2 S 1 3 S 2 3 S 3 3 = S 7 S 8 S 9 S 1 0 S 1 1 S 1 2 . S 1 S 3 S 5 S 2 S 4 S 6   ( 15)     V A V B V C = S 7 S 8 S 9 S 1 0 S 1 1 S 1 2 . S 1 S 3 S 5 S 2 S 4 S 6 . V a V b V c   ( 16)     5. 1.   S V M  f o r t h e rect i f i er s t a g e   T h e r ect i f i er  p ar t   o f  t h e eq u i v al en t  ci r cu i t  can  b e as s u m e d  as  a cu r r en t  s o u r ce r ect i f i e r  w ith  t h e   av er ag ed  v al u e o f  I dc   a n d  i s  r ep r es en t ed   a s  f o llo w s       I d c = 3 2 I o ut . m v . c os ( θ o ut )   ( 17)     I out   i s t h e p eak  v al u e o f  o u t p u t  cu r r en t   out   is  t h e  o u tp u t lo a d   d is p la c e m e n t a n g le  a n d   m v =V out /V dc T he  i np ut   cu r r en t  s p ace v ec t o r  I ref   i s  ex t r act ed  as     I r e f =   2 3 ( I a + I b + 2 I c )   ( 18)     T h e n i n e r eci f i er  s w i t c h es   h av e n i n e p er m i t t ed  co m b i n at i o n s  av o i d  an  o p en  ci r cu i t  at  t h e D C - l i n k.   T h es e co m b i n at i o n s  i n cl u d e t h r ee zer o  an d  s i x  n o n  zer o  i n p u t  cu r r en t s .  T h r ef er en ce i n p u t  cu r r en t  v ect o r  i s   s ynt he s i z e d  b y  i m p r e s s i n g t he   a d j o i ni n g s w i t c hi n g ve c t o r s  ( I ɤ ) a n d  (I δ )   w i t h d ut y  c yc l e  ( d ɤ ) a n d  (d δ r es p ect i v el y .     I r e f = I γ . d γ + I δ . d δ   ( 19)     T h e d u t y  r at i o s  o f  act i v e v ect o r s  ar     d γ = T γ T s = m c s in π 3 θ i   ( 20)     d δ = T δ T s = m c s in ( θ i )   ( 21)     d OC = T OC T s = 1 d δ d γ   ( 22)   Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
IJ E C E     I SSN :   2088 - 8708       I nv e s t i gat i on a nd A nal y s i s  of  Spac e  V e c t or  M od ul at i on w i t h  M at r i x C o n ver t er     .... ( C h . Am a r e n d r a )   1943   W h er θ i   i n d i cat es   t h e an g l o f   t h r e f er en ce  c u r r en t   v ect o r T he   c ur r e nt   m o d ul a t i o i nd e m c   d ef i n es   t h d es i r ed  cu r r en t  t r an s f er  r at i o  s u ch  a s     m c = I r e f I DC ;     0 m c 1     5. 2.   F u zzy  C - M e a ns  f o r  SV M   T h e  c la s s i f ic a tio n  o f   m o d u la ti o n   i n d e x es  ar e o b t ai n ed  i n  r ec t i f i er  a n d  i n v er t er  o f  M C   w as   f i n e - t un e an d  cl u s t er ed   w i t h   h el p  o f  F u zz y  c - M ean s .  T h f i n e - t u ne d   m o d ul a t i o n i nd e xe s  ( m c , m v )  f or  pu r pos e  of  S V M .   T h e  d e ta ile d  a lg o r ith m   w it h  F u z z y  c - M e a n s  a f o l l o w s      A l g o r i th m  (s te p   b y  s te p )   1.   Fi x   c” i . e,   2 c n a n d  in itia liz e  p a r tit io n   m a tr i x      U   (o) ϵ  M c     W h er e U   w i t h   c” r o w s  an d   “n ” co l u m n s   2.   C al cu l at e t h e c ce n t r e v ect o r ,  v 1 (r)   u s i ng  f o l l o w i ng e q ua t i o   V i j = μ ik 2 X kj n k = 1 μ ik 2 n k = 1     ( 23)     W h er e i =1 , 2 , c ,   j =1 , 2 , . n µ ik   i s  t h e   m e m be r  s h i p f un c tio n   3.   U pda t e   U (r)   cal cu l at e u p d at ed  ch ar act er i s t i c s  f u n ct i o n  ( f o r  al l  i , k )     d i k = X k j V i j 2 = 0 , 1 , . . = 1 , = 1 , . 1 2     (2 4       X ik is  th e   i np ut  o f  S V M F in d   m e m b e r s h ip  v a lu e  o f  p a r titio n   m a tr ix  e le m e n t     μ i k r + 1 = d ik r d jk r 2 m 1 1 c j = 1 1   ( 25)       W h er e m 1 -   w e ig h t f a c to r     4.   I f  ma x   [  1  0 ] ( t o l er an ce l ev el )  s t o p ;  o t h er w i s e s et  r =r +1 an d  r et u r n  t o  s t o p .     T hi s  f uz z y c - m e a n a l go r i t h m  i s  u s e d  t o  f i ne   t u ne  t he  c ur r e nt   m o d ul a t i o n i nd e m c ,  v o lta g e   m o d ul a t i o n i nd e x   m v .  T h e p r o p o s ed  F u zz y  B as ed  S p ace V e ct o r  M o d u l at i o n  i s  t h n o v e m o d u la tio n  s tr a te g y   f o r   m at r i x  co n v er t er .       6.   S I M U LA TIO N  R ES U L TS   In   or de r  t o c o m pa r e  t h e  pe r f or m a n c e  of  di f f e r e n t   m odu l a t i on  t e c h ni qu e s  a ppl i e d t o t h e   m a t r i co n v er t er   vo l a t ge   so u r ce co n n ect ed  t o  el ect r i cal  ap p l i an c es  i n  t h f i el d  o f  d o m es t i an d   in d u s tr ia l. I n  a   s i m u l at i o n  el ect r i cal  ap p l i an ce h as  co n s i d er ed  as  a  p r act i cal  R L   s p eci p i ed  b r an ce. s I n t hi s   w o r k,  t hr e e   m o d u l at i o n   m et h o d s  f o r  Mat r i x  C o n v er t er  h av e b een  s i m u l a t ed  o n  M A T L A B /s i m u lin k   a nd c om pa r e d on  t h e   b a s i s  o f  i np ut  c ur r e nt   ha r m o n i c s ,  o ut p ut   vo l t a ge   ha r m o ni c s   a nd   n u m b e r   o f   s w itc h i n g  o p e r a tio n s  p e r  c y c le .   T h e   s i mu l a t i o d i a gr a m   a s   s h o w i t he   F i gu r e   t 3,   t he   o ut p ut   vo l t a ge   w a ve f o r m s ,   i np ut   c ur r e nt   w a ve   f o r m s  a nd  T H D  a na l y s i s   w e r e   s ho w i n F i g ur e  4  t o  8 .  F C M  i s  us e d  i n b o t h I S V M  a nd  D S V M .     Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
                      I SSN :   20 88 - 8708   IJ E C E   V o l .   6 , N o 5 O c t obe r  2016   :   19 39     19 47   1944     F i g ur e  2 .   m a t r i x c o n ve r t e r  s i m ul i nk d i a gr a m           F i g ur e  3 .   D i r e c t  S V M  s ub s ys t e m  f o r  s w i t c hi n g p ul s e  ge ne r a t i o n           F i g ur e  4 .   I S V w i t h  F C M  O u t p u t  V o l t ag e T H D  an al y s i s     Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
IJ E C E     I SSN :   2088 - 8708       I nv e s t i gat i on a nd A nal y s i s  of  Spac e  V e c t or  M od ul at i on w i t h  M at r i x C o n ver t er     .... ( C h . Am a r e n d r a )   1945       F i g ur e  5 .   D S V M   o ut p ut  vo l a t ge  w a ve f o r m           F i g ur e  6 .   I S V M   w i t h F C M  o ut p ut  vo l a t ge   w a ve f o r m           F i g ur e  7 .   I S V M   w i t h F C M  i np ut  c ur r e n t  ha r m o ni c s       Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
                      I SSN :   20 88 - 8708   IJ E C E   V o l .   6 , N o 5 O c t obe r  2016   :   19 39     19 47   1946       F i g ur e  8 .   D S V M    w i t F C M  i np ut  c ur r e nt  ha r m o n i c s       T h e t es t  p ar am et er s  ar e p r es e n t ed  i n   T a b le   2.   T he  s i m ul a t i o n s   w er e p er f o r m ed  i n  M A T L A B /s i m u li n k ,   t h e  s u mma r y   o f  r e s u lt  w e r e  ta b u la te d  in   T ab l e 3 .       T ab l e 2 T es t  cas e s y s t e m  p ar am et er s   P AR AM E T E R S   VAL UE   S ou r c e  v o l t a ge  ( p e a k )   1 0 0   S y s t em  f r eq u en c y   5 0 H z   L o ad  R e s i s t an ce   1 0 o h m s   L o a d  I n d u c t a n c e   1 0 µ H   S w i t c h i n g  f r e q u e n c y   2 . 5 K H z   M od u l a t i o n  i n d e x   0 . 8 6 6       T ab l e 3 Re s u l t s S u m m a r y   M o d u l a t i o n  T e c h n i q u e s     O p t im a l A V   Me t h o d     I S V M w ith   FC M   D S V M w ith   FC M   I n p u t  C u r r e n t  H a r m o n i c s   2 9 . 63   2 1 . 16   1 8 . 6 7   O u t p ut  V o l t a ge  H a r m on i c s   3 4 . 55   2 1 . 76   2 0 . 26   N u m b e r  o f  S w i t c h i n g  O p e r a t i o n s   p e r   C y c l e   1 0 5   8 5   9 1       7.   CO NCL U S I O N   M at r i x  C o n v er t er w i t h s i m pl e  R L  l oa d h a s  be e n   s i m u la te d   w ith  D ir e c t S p a c e  V e c to r  M o d u la tio n   r ed u ced  t h e i n p u t  cu r r en t  T H D   b y   “9 % ,  o u t pu t  v ol t a g e   T H D  by   14%   f r o m   th e   r e s u lts   o f   O p ti m a l   A V   m e t h od.  S w i t c hi ng  ope r a t i on s   pe r  c y c l e   f or  D S V M  i s   m or e  c om pa r e  t o I S V M  a n d O pt i m a A V   m e t h o d  th is  i s   b e c a u s e  o f   th e  b e tte r   u til iz a tio n  o f  z e r o  s w itc h in g   s ta te s  . E v e n th o u g h  D V S M  r e s u lt s   m o r e  s w itc h in g   o p e r a tio n s  p e r  c y c le  c o m p a r e   w i th   th e  o t h e r   m e th o d s ,  i n  T H D  p o in t o f   v ie w   D S V M  g i v e s  th e  b e s t r e s u lts   c om pa r e d w i t h   ot h e r   t w o m e t h ods  w i t f i ne  t u nni n g o f   m a d ul a t i o n i nd e xe s  i n b o t h i n v e r t e r  a nd  r e c t i f i e r   st a g e s .       NO M E NCL AT UR E   V a (t ), V b (t ),  V c ( t) -       O u tp u t V o lta g e s     V A (t ), V B (t ), V C ( t) -       I np ut  V o l t a ge s     I a (t ), i b (t ), i c ( t) -         O ut p u t  C ur r e nt s   i A (t ), i B (t ), i C ( t) -         I np ut  C ur r e nt s   m         M odu l a t i on  I n de x   δ          D ut y r a t i o   out         O u t put  l oa d di s pl a c e m e n t  a ng l e       K i , K v         I np ut  c ur r e nt  s e c t o r ,   Ou t p u t v o lta g e  s e c to r       Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
IJ E C E     I SSN :   2088 - 8708       I nv e s t i gat i on a nd A nal y s i s  of  Spac e  V e c t or  M od ul at i on w i t h  M at r i x C o n ver t er     .... ( C h . Am a r e n d r a )   1947   R EF ER EN C ES   [ 1]   M .  V e nt ur i ni  a n d A .  A l e s i na ,  “ G e ne r a l i s e d t r a ns f or m e r :  a  ne w  bi di r e c t i ona l ,  s i n us oi da l  w a ve f or m   f r e que nc y   c onv e r t e r  w i t c ont i n uo us l y  a dj u s t a bl e   i nput   pow e r  f a c t or ,   in   t h e  I E E E  P o w er  E l ect r o n i cs  S p eci a l i s t s  C o n f er en ce  ( P E SC  ’ 80) A t l an t a,  G a,  U S A pp.  2 42 25 2 .   [ 2]   A .   A l e s i na  a nd M .  G .  B .   V e nt ur i ni ,  “ A na l y s i s  a nd de s i g n of  opt i m um - a m pl i t ude  ni ne - s w itc h  d ir e c t A C - AC   co n v er t er s ”,   I E E E  T r a ns ac t i ons   o n P ow e r  E l e c t r ons .   [ 3]   L .  H ube r  a nd D .  B or oj e v i c ,  “ S pa c e  ve c t or   m odul a t e d t hr e e  pha s e  t o t hr e e - p h as e m at r i x  co n v er t er   w i t h  i n p u t  p o w er   f a ct o r  co r r ect i o n , ”  I E E E  T r ans ac t i ons  on  I nd us t r y   A p pl i c a t i o ns ,  vo l / i ssu e :   31 ( 6 ) ,   p p.  12 34 12 46 ,  1 995 .     [ 4]   Ch .   A m ar en d r an d  P .   V .  P a tta b h ir a m   C o m pa r a t i v e  s t ud y  of   D S V M  a nd I S V M  f or  m a t r i x  c on v er t er , ”  I n d i an  J our n al  o f  A ppl i e d R e s e ar c h ( I J A R ) ,   v ol /is s u e 3 ( 6 ) ,  20 16 .       B I O G RAP H I ES   O F  AUT H O RS           C h.  A m a r e ndr a   w a s  bor n i n I ndi a  on j u l y  25,  19 90 .  H e  r e c i v e dB , T e c h D e g r e e  i n E l e c t r i c a l  a nd  E l e c t r oni c s  E ng i ne e r i ng  F r om  A m r i t a  S c hool  of  E ng i ne e r i ng  i n 2 01 1,  I ndi a .  H e  c om pl e t e d   M . T e c h de g r e e  i n P ow e r  E l e c t r o ni c s  a nd D r i v e s   f r o m  K .   L .  U ni ve r s i t y  i n 201 3,   I n d i a.  P r es en t l y   h e i s  a p ar t  t i m e r es ear ch  s ch o l ar  i n  K . L . U n i v er s i t y .  H i s  r es e a r ch  i n t r es r t s  i n cl u d es  m at r i x   co n v er t er ,   P ar t i cl e s w ar m  o p t i m i z at i o n ,  E l ect r i cal  D r i v es  an d   P o l y   p h as e D r i v es .           D r . K . H a r i na dha  R e ddy  w a s  bor i n I n di a  on  j ul y  02,  1 97 4.  H e   r ecei v ed  B . E .  d eg r ee i n  E l ect r i cal   a nd E l e c t r o ni c s  E ng i ne e r i ng  f r om  K . U .  i 19 97,  I n di a .  H e   c om pl e t e d M . T e c h de g r e e  i E l ect r i cal  P o w er  S y s t e m s  E m p h as i s  H i g h  V o l t ag e E n g i n eer i n g  f r o m  J .  N .   T .  U n i v er s i t y   -   K a k i na da  C a m pus  i n 2006,  I n di a .  H e  obt a i ne d P h.  D   d eg r ee i n  E l ect r i cal  P o w er  S y s t e m s   f r o m   A ndhr a  U ni v e r s i t y  C a m pus  i n t he   y e a r  2012 .  A t  pr e s e nt  he  i s   w or k i ng  a s  P r of e s s or  i n E l e c t r i c a l   a nd E l e c t r oni c s  E ng i ne e r i ng   de p a r t m e nt  a t  K  L  U ni v e r s i t y ,  I ndi a .  10  pa pe r s  a r e  p ubl i s he i n   v a r i ous  na t i o na l  a nd i nt e r na t i ona l  j our na l s .  H i s  r e s e a r c h i nt e r e s t s  i nc l ude  A I  t e c hni que s  a nd t he i r   ap p l i cat i o n s  t o   P o w er  S y s t e m ,   E l ect r i cal  D r i v es ,  F A C T  d ev i c e s  an d  I n t eg r at ed  R en ew ab l e   E n e r g y S ys t e m s .     Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.