ABSTRACT

Multi-level inverters have outstanding construction, making it feasible to achieve high voltage levels with less THD value. These harmonics can be mitigated by decreasing the number of voltage switches and DC links in the modified cascaded H-bridge multi-level inverter. This research deals with the novel 15-level inverter and reducing the number of power switches. The proposed work consists of three simulation circuits, one with 10 switches and the second with 12 switches. The mitigation of harmonics, voltage stress, and common-mode voltage is achieved with the help of modifying the pulses of the switches in the proposed 10 switches topology. Additionally, a filter is applied at the terminal to reduce the overall THD value for variable AC load applications. The multi-level inverter can generate the high-level output with less harmonics, losses, and common-mode voltage with the help of low switching frequencies. These types of a multi-level inverters are used in renewable energy applications. Finally, the simulation of a 15-level novel inverter is carried out with the help of MATLAB/Simulink software and compared with the conventional cascaded H-bridge multi-level inverter. The total harmonics distortion for modified CHBMI with 12 switches with or without filter and modified CHBMI with 10 switches with or without are mitigated as 13.53, 6.91, 12.86, and 4.56, respectively, compared to the conventional method with 28 switches. The proposed method is implemented in the hardware to validate the simulated results of the proposed topology.

摘要

多电平逆变器具有出色的结构，可以以较低的THD值实现高电压水平。这些谐波可以通过减少改进的级联 H 桥多电平逆变器中的电压开关和直流链路的数量来减轻。本研究涉及新型 15 级逆变器并减少电源开关的数量。拟议的工作由三个模拟电路组成，一个有 10 个开关，第二个有 12 个开关。通过修改所提议的 10 个开关拓扑中的开关脉冲，可以减轻谐波、电压应力和共模电压。此外，在端子处应用了滤波器，以降低可变交流负载应用的总体 THD 值。多电平逆变器可以产生高电平输出，谐波少，损耗少，和共模电压借助低开关频率。这些类型的多电平逆变器用于可再生能源应用。最后，借助MATLAB/Simulink软件对一种15电平新型逆变器进行仿真，并与传统级联H桥多电平逆变器进行比较。与具有 28 个开关的传统方法相比，具有或不具有滤波器的具有 12 个开关的改进的 CHBMI 和具有或不具有滤波器的具有 10 个开关的改进的 CHBMI 的总谐波失真分别减轻为 13.53、6.91、12.86 和 4.56。所提出的方法在硬件中实现，以验证所提出的拓扑的仿真结果。借助MATLAB/Simulink软件对一种15电平新型逆变器进行仿真，并与传统级联H桥多电平逆变器进行比较。与具有 28 个开关的传统方法相比，具有或不具有滤波器的具有 12 个开关的改进的 CHBMI 和具有或不具有滤波器的具有 10 个开关的改进的 CHBMI 的总谐波失真分别减轻为 13.53、6.91、12.86 和 4.56。所提出的方法在硬件中实现，以验证所提出的拓扑的仿真结果。借助MATLAB/Simulink软件对一种15电平新型逆变器进行仿真，并与传统级联H桥多电平逆变器进行比较。与具有 28 个开关的传统方法相比，具有或不具有滤波器的具有 12 个开关的改进的 CHBMI 和具有或不具有滤波器的具有 10 个开关的改进的 CHBMI 的总谐波失真分别减轻为 13.53、6.91、12.86 和 4.56。所提出的方法在硬件中实现，以验证所提出的拓扑的仿真结果。与具有 28 个开关的传统方法相比，具有或不具有滤波器的具有 12 个开关的改进的 CHBMI 和具有或不具有滤波器的具有 10 个开关的改进的 CHBMI 的总谐波失真分别减轻为 13.53、6.91、12.86 和 4.56。所提出的方法在硬件中实现，以验证所提出的拓扑的仿真结果。与具有 28 个开关的传统方法相比，具有或不具有滤波器的具有 12 个开关的改进的 CHBMI 和具有或不具有滤波器的具有 10 个开关的改进的 CHBMI 的总谐波失真分别减轻为 13.53、6.91、12.86 和 4.56。所提出的方法在硬件中实现，以验证所提出的拓扑的仿真结果。