FP – Reduction of Harmonic Distortion in a 3-Level Neutral-Point-Clamped Converter Using Selective Harmonic Elimination Technique

Reduction of Harmonic Distortion in a 3-Level Neutral-Point-Clamped Converter Using Selective Harmonic Elimination Technique

Zur gezielten Beeinflussung des Frequenzspektrums eines Stromrichters hat das Konzept der Selective Harmonic Elimination (SHE)-PWM in den vorangegangenen Jahren wieder mehr an Bedeutung für die Praxis gewonnen. Die SHE zählt dabei zur Gruppe der vorausberechneten Pulsmuster. Die Aufgabe des Modulationsverfahrens besteht darin, die Schaltzeitpunkte bzw. Schaltwinkel der Transistoren zur Eliminierung bestimmter Harmonischer eines Frequenzspektrums zu ermitteln. Bisherige Anwendungen beschränkten sich überwiegend auf Hochleistungsstromrichter mit, gegenüber zur Grundschwingungsfrequenz, geringen Schaltfrequenzen. Diese Arbeit soll das dahinterliegende mathematische Konzept der SHE am Beispiel eines Dreipunkt-NPC-Stromrichters erklären. In diesem Zusammenhang wird darauf eingegangen, wie auf Basis der erhaltenen Gleichungen, Lösungen für die Schaltwinkel gefunden werden können. Die Lösungen werden anschließend durch Simulation bestätigt. Der mit SHE-PWM maximal erreichbare Modulationsgrad wird mit den gängigen Modulationsverfahren verglichen. Abschließend findet ein Vergleich mit möglichen Anwendungsgebieten von SHE-PWM zu anderen Verfahren vorausberechneter Pulsmuster statt.

Bearbeiter: Thomas Lehmeier

Betreuer: Simon Quergfelder (Fraunhofer IISB) – Telefon: 09131-761653; Email: Simon.Quergfelder@iisb.fraunhofer.de

Für Studienfächer: EEI, Mechatronik, Energietechnik

Verantwortlicher: Prof. Dr.-Ing. Martin März