Mitigation of harmonics for five level multilevel inverter with fuzzy logic controller

Abstract

The advantages of a high-power quality waveform and a high voltage capability of multilevel inverters have made them increasingly popular in recent years. These inverters reduce harmonic distortion and improve the voltage output. Realistically speaking, as the number of voltage levels increases, so does the quality of the multilevel output-voltage waveform. When it comes to industrial power converters, these inverters are by far the most critical. Novelty. Multilevel cascade inverters can be used to convert multiple direct current sources into one direct current. These inverters have been getting a lot of attention recently for high-power applications. A cascade H-bridge multilevel inverter controller is proposed in this paper. A change in the pulse width of selective pulse width modulation modulates the output of the multilevel cascade inverter. Purpose. The total harmonic distortion can be reduced by using filters on controllers like PI and fuzzy logic controllers. Methods. The proposed topology is implemented with MATLAB/Simulink, using gating pulses and pulse width modulation methodology and fuzzy logic controllers. Moreover, the proposed model also has been validated and compared to the hardware system. Results. Total harmonic distortion, number of power switches, output voltage and number of DC sources are analyzed with conventional topologies. Practical value. The proposed topology has been very supportive for implementing photovoltaic based multilevel inverter, which is connected to large demand in grid and industry.Переваги форми хвилі високої якості та високої напруги багаторівневих інверторів зробили їх дедалі популярнішими в останні роки. Ці інвертори зменшують гармонійні спотворення та покращують вихідну напругу. Насправді, зі збільшенням кількості рівнів напруги якість багаторівневого сигналу вихідної напруги зростає. Коли доходить до промислових перетворювачів енергії, ці інвертори, безумовно, є найважливішими. Новизна. Багаторівневі каскадні інвертори можуть використовуватися для перетворення кількох джерел постійного струму на один постійний струм. Останнім часом цим інверторам приділяється велика увага при використанні на великій потужності. У статті пропонується каскадний H-мостовий багаторівневий інверторний регулятор. Зміна ширини імпульсу селективної широтно-імпульсної модуляції модулює вихідний сигнал каскадного багаторівневого інвертора. Мета. Загальне гармонічне спотворення можна зменшити, використовуючи фільтри на таких контролерах, як ПІ-контролери та контролери з нечіткою логікою. Методи. Запропонована топологія реалізована за допомогою MATLAB/Simulink з використанням стробуючих імпульсів та методології широтно-імпульсної модуляції, а також контролерів з нечіткою логікою. Крім того, запропонована модель також була перевірена та порівняна з апаратною системою. Результати. Загальне гармонічне спотворення, кількість силових ключів, вихідна напруга та кількість джерел постійного струму аналізуються за допомогою звичайних топологій. Практична цінність. Запропонована топологія дуже допомогла реалізувати багаторівневий інвертор на основі фотоелектричних систем, що пов'язано з великим попитом у мережах та промисловості.