This article presents a triangular coordinate system, a three-dimensional (3-D) coordinate system in which the three axes are oriented at 60° to each other. The 3-D representation of multilevel inverter voltage space vectors and generation of 3-D space vector pulsewidth modulation (3DSVPWM) using this coordinate system is proposed. The proposed 3DSVPWM method offers advantage of simplicity, amenable for implementation in field programmable gate arrays (FPGA) and application specific integrated circuits (ASICs), and flexibility for common-mode voltage control. The existing methods for 3DSVPWM generation operate on a 3-D space, with the axes oriented at 90°. The conventional 3DSVPWM methods require switching among four vectors, located at vertices of a tetrahedron, in a PWM cycle. In addition, the triangular coordinate system offers flexibility to directly extend any two-dimensional SVPWM (2DSVPWM) algorithm to 3-D, since it also involves switching of three vectors located at vertices of a triangle. The proposed method of 3DSVPWM generation is generalized and can be extended to any n-level inverter. The three vectors switched to approximate the reference vector and their corresponding durations are directly determined utilizing arithmetic operations. The coordinate system and the generation of SVPWM utilizing the triangular coordinate system is explained and experimentally validated on a dSPACE DS1104 platform for a five-level open-end winding inverter configuration and results are presented.

中文翻译：

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用于多级 SVPWM 生成的三角形 3D 坐标系

本文介绍了一个三角坐标系，这是一个三维 (3-D) 坐标系，其中三个轴的方向相互成 60°。提出了使用该坐标系的多电平逆变器电压空间矢量的 3-D 表示和 3-D 空间矢量脉宽调制 (3DSVPWM) 的生成。所提出的 3DSVPWM 方法具有简单的优点，适合在现场可编程门阵列 (FPGA) 和专用集成电路 (ASIC) 中实现，以及共模电压控制的灵活性。现有的 3DSVPWM 生成方法在 3-D 空间上运行，轴方向为 90°。传统的 3DSVPWM 方法需要在 PWM 周期中在位于四面体顶点的四个向量之间进行切换。此外，三角坐标系提供了将任何二维 SVPWM (2DSVPWM) 算法直接扩展到 3-D 的灵活性，因为它还涉及位于三角形顶点的三个向量的切换。所提出的 3DSVPWM 生成方法是通用的，可以扩展到任何 n 级逆变器。切换到近似参考向量的三个向量及其对应的持续时间是利用算术运算直接确定的。在 dSPACE DS1104 平台上解释了坐标系和利用三角坐标系生成 SVPWM，并在 dSPACE DS1104 平台上对五电平开放式绕组逆变器配置进行了实验验证，并给出了结果。因为它还涉及位于三角形顶点的三个向量的切换。所提出的 3DSVPWM 生成方法是通用的，可以扩展到任何 n 级逆变器。切换到近似参考向量的三个向量及其对应的持续时间是利用算术运算直接确定的。在 dSPACE DS1104 平台上解释了坐标系和利用三角坐标系生成 SVPWM，并在 dSPACE DS1104 平台上对五电平开放式绕组逆变器配置进行了实验验证，并给出了结果。因为它还涉及位于三角形顶点的三个向量的切换。所提出的 3DSVPWM 生成方法是通用的，可以扩展到任何 n 级逆变器。切换到近似参考向量的三个向量及其对应的持续时间是利用算术运算直接确定的。在 dSPACE DS1104 平台上解释了坐标系和利用三角坐标系生成 SVPWM，并在 dSPACE DS1104 平台上对五电平开放式绕组逆变器配置进行了实验验证，并给出了结果。