Harmonic analysis of DC capacitor current in sinusoidal and space-vector modulated neutral-point-clamped inverters

The voltage ripple and power loss in the DC-capacitor of a voltage source inverter depend on the harmonic currents flowing through the capacitor. This paper presents a double Fourier series based analysis of the harmonic contents of the DC capacitor current in a three-level neutral-point clamped (NPC) inverter, modulated with sine-triangle pulse-width modulation (SPWM) or conventional space vector pulse-width modulation (CSVPWM) schemes. The analytical results are validated experimentally on a 3-kVA three-level inverter prototype. The capacitor current in an NPC inverter has a periodicity of 120(a similar to) at the fundamental or modulation frequency. Hence, this current contains third-harmonic and triplen-frequency components, apart from switching frequency components. The harmonic components vary with modulation index and power factor for both PWM schemes. The third harmonic current decreases with increase in modulation index and also decreases with increase in power factor in case of both PWM methods. In general, the third harmonic content is higher with SPWM than with CSVPWM at a given operating condition. Also, power loss and voltage ripple in the DC capacitor are estimated for both the schemes using the current harmonic spectrum and equivalent series resistance (ESR) of the capacitor.

Study on Low Temperature DC Electrical Conductivity of SnO2 Nanomaterial Synthesized by Simple Gel Combustion Method

Nanocrystalline tin oxide (SnO2) material of different particle size was synthesized using gel combustion method by varying oxidizer (HNO3) and keeping fuel as a constant. The prepared samples were characterized by X-Ray Diffraction (XRD), Scanning Electron Microscope (SEM) and Energy Dispersive Analysis X-ray Spectroscope (EDAX). The effect of oxidizer in the gel combustion method was investigated by inspecting the particle size of nano SnO2 powder. The particle size was found to be increases with the increase of oxidizer from 8 to 12 moles. The X-ray diffraction patterns of the calcined product showed the formation of high purity tetragonal tin (IV) oxide with the particle size in the range of 17 to 31 nm which was calculated by Scherer's formula. The particles and temperature dependence of direct (DC) electrical conductivity of SnO2 nanomaterial was studied using Keithley source meter. The DC electrical conductivity of SnO2 nanomaterial increases with the temperature from 80 to 300K and decrease with the particle size at constant temperature.

Computationally efficient models for simulation of non-ideal DC-DC converters operating in continuous and discontinuous conduction modes

This paper discusses dynamic modeling of non-isolated DC-DC converters (buck, boost and buck-boost) under continuous and discontinuous modes of operation. Three types of models are presented for each converter, namely, switching model, average model and harmonic model. These models include significant non-idealities of the converters. The switching model gives the instantaneous currents and voltages of the converter. The average model provides the ripple-free currents and voltages, averaged over a switching cycle. The harmonic model gives the peak to peak values of ripple in currents and voltages. The validity of all these models is established by comparing the simulation results with the experimental results from laboratory prototypes, at different steady state and transient conditions. Simulation based on a combination of average and harmonic models is shown to provide all relevant information as obtained from the switching model, while consuming less computation time than the latter.

Design Optimization of Thin-Film Transistors Based on a Metal-Substrate-Semiconductor Architecture for High DC Voltage Sensing

We discuss the potential application of high dc voltage sensing using thin-film transistors (TFTs) on flexible substrates. High voltage sensing has potential applications for power transmission instrumentation. For this, we consider a gate metal-substrate-semiconductor architecture for TFTs. In this architecture, the flexible substrate not only provides mechanical support but also plays the role of the gate dielectric of the TFT. Hence, the thickness of the substrate needs to be optimized for maximizing transconductance, minimizing mechanical stress, and minimizing gate leakage currents. We discuss this optimization, and develop n-type and p-type organic TFTs using polyvinyldene fluoride as the substrate-gate insulator. Circuits are also realized to achieve level shifting, amplification, and high drain voltage operation.

Reduced common-mode voltage operation of a new seven-level hybrid multilevel inverter topology with a single DC voltage source

In this study, analysis of extending the linear modulation range of a zero common-mode voltage (CMV) operated n-level inverter by allowing reduced CMV switching is presented. A new hybrid seven-level inverter topology with a single DC supply is also presented in this study and inverter operation for zero and reduced CMV is analysed. Each phase of the inverter is realised by cascading two three-level flying capacitor inverters with a half-bridge module in between. Proposed inverter topology is operated with zero CMV for modulation index <86% and is operated with a CMV magnitude of V-dc/18 to extend the modulation range up to 96%. Experimental results are presented for zero CMV operation and for reduced common voltage operation to extend the linear modulation range. A capacitor voltage balancing algorithm is designed utilising the pole voltage redundancies of the inverter, which works for every sampling instant to correct the capacitor voltage irrespective of load power factor and modulation index. The capacitor voltage balancing algorithm is tested for different modulation indices and for various transient conditions, to validate the proposed topology.

Characteristics of Argon Laminar DC Plasma Jet at Atmospheric Pressure

利用特殊设计的等离子体发生器,选择等离子体产生的工艺参数,实现工艺过程的精确控制,在大气压环境下获得了性能稳定的氖气直流层流等离子体射流。与湍流等离子体射流长度较短、径向尺寸较大、工作噪音高等特点相比,层流等离于体射流长度可达到550mm,而且沿整个射流长度其径向尺寸维持不变,工作噪音很小。当气流量为120cm~3/s、弧电流在70-200A的范围时,射流长度随弧电流的增加而增加,热效率起初略有降低然后维持平稳。随气流量的增加,层流等离子体射流的热效率也增加,在弧电流为200A时,可以达到40%。实验中测

Arc Voltage Fluctuation in DC Laminar and Turbulent Plasma Jets Generat Ion

Arc voltage fluctuations in a direct current (DC) non-transferred arc plasma generator are experimentally studied, in generating a jet in the laminar, transitional and turbulent regimes. The study is with a view toward elucidating the mechanism of the fluctuations and their relationship with the generating parameters, arc root movement and flow regimes. Results indicate that the existence of a 300 Hz alternating current (AC) component in the power supply ripples does not cause the transition of the laminar plasma jet into a turbulent state. There exists a high frequency fluctuation at 4 kHz in the turbulent jet regime. It may be related to the rapid movement of the anode attachment point of the arc.

Evaluación del comportamiento de falso roble (Tabebuia rosea (Bertol.) DC.), Genízaro (Pithecellobium saman (Jacq.) Benth.) y Guanacaste negro (Enterolobium cyclocarpum (Jacq.) Griseb.) en ensayo de germinación y sembrados en dos tipos de sustrato orgánico

Las etapas de este trabajo de investigación se llevaron a cabo en las instalaciones del invernadero y vivero de la Universidad Nacional Agraria, ubicada a la altura del kilómetro 12 carretera norte en la ciudad de Managua. Se realizó un ensayo de germinación con semillas falso roble Tabebuia rosea (Bertol.) DC., genízaro Phitecellobium saman (Jacq.) Benth. y guanacaste negro Enterolobium cyclocarpum (Jacq.) Griseb., para cuantificar el porcentaje, energía y valor de la germinación aplicando tratamientos pre germinativos. Posteriormente, en vivero, se establecieron dichas especies en un diseño de bloques completos al azar con tres bloques por especie, tres tratamientos por bloque y noventa repeticiones por tratamiento, realizando un ANDEVA y aplicando una prueba de separación de medias. Las variables evaluadas en el ANDEVA fueron altura total y diámetro basal. Separadamente se evaluó la mortalidad y sobrevivencia de las plantas en el vivero. El tratamiento pre germinativo que dio mejores resultados fue el rompimiento de la testa en el extremo donde se encuentra el micrópilo, con porcentajes de germinación superiores al 90%. No se encontraron diferencias significativas entre tratamientos, por lo cual no hubo efecto de los sustratos sobre los incrementos de las plantas de genízaro Phitecellobium saman (Jacq.) Benth. y se encontraron diferencias significativas entre tratamientos y variables para guanancaste negro Enterolobium cyclocarpum (Jacq.) Griseb. con los mayores incrementos en compostaje con 29,32 cm y los menores en tierra común 18,82 cm. El compostaje fue el sustrato donde ocurrió la mayor sobrevivencia de guanacaste negro Phitecellobium saman (Jacq.) Benth. con 85% y genízaro Phitecellobium saman (Jacq.) Benth. con 66%. Los valores de mortalidad fueron menores al 26% en todos los sustratos.

Carbon transition efficiency and process cost in high-rate, large-area deposition of diamond films by DC arc plasma jet

A new DC plasma torch in which are jet states and deposition parameters can be regulated over a wide range has been built. It showed advantages in producing stable plasma conditions at a small gas flow rate. Plasma jets with and without magnetically rotated arcs could be generated. With straight are jet deposition, diamond films could be formed at a rate of 39 mu m/h on Mo substrates of Phi 25 mm, and the conversion rate of carbon in CH4 to diamond was less than 3%. Under magnetically rotated conditions, diamond films could be deposited uniformly in a range of Phi 40 mm at 30 mu m/h, with a quite low total gas flow rate and high carbon conversion rate of over 11%. Mechanisms of rapid and uniform deposition of diamond films with low gas consumption and high carbon transition efficiency are discussed.

Evaluacion de bicarbonato de sodio, caldo vizosa y caldo bordeles en el control de la cenicilla (Erysiphe cichoracearum DC) en el cultivo de pipian (Cucurbita pepo L.), en Apacunca, Chinandega

El pipián ( Cucurbita pepo.) tiene su origen en el continente americano, por lo que la diversidad genética presente en el continente ha permitido muchas denominaciones populares. El trabajo de investigación se llevó a cabo en la Reserva de Recursos Genéticos de Apacunca, en la comunidad de Asquespalapa, el objetivo fue encontrar opciones de bajo costo y no dañinas a la salud humana y ambiente, para el control de la Cenicilla del Pipián ( Erysiphe cichoracearum), Los tratamientos fueron arreglados en un diseño de bloque completo al azar (B.C.A) con tres réplicas. El ensayo fue establecido en una Area de 100m2. Cada parcela experimental estuvo constituida por 4 surcos de 6 metros de largo con distancia entre plantas de 1 metro. El área total de cada parcela experimental fue de 18 metros cuadrados. La parcela útil estuvo constituida por las 8 plantas centrales de cada parcela experimental. La variedad utilizada para el estudio fue la Criolla. Los tratamientos probados consistieron en tres caldos minerales preventivos y un testigo, se realizó un análisis de varianza con un 95 % de confianza y separación de medias según Tukey LSD (∞= 0.05) y análisis de beneficio costo. Los resultados indican que el caldo vizosa mostró únicamente entre un 5 y 10% de afectación en cuanto a la incidencia y severidad de la enfermedad, en segunda categoría encontramos al caldo bordelés con un 15 y 20 %, de afectación. En cuanto a la relación beneficio costo se determinó que el caldo Vizosa es un producto rentable ad amas de mantener la parcela libre de patógenos da un resultado económico en cuanto a la producción y compensación a la hora de vender en el mercado.

Efecto de seis tratamientos nitrogenados bajo riego localizado de 3.6. lt de agua/metro lineal/día, en la producción de chilote en el cultivo del maíz (Zea mays L.), variedad NB-S a una densidad de 125 000 plantas/ha.

El presente trabajo de investigación se estableció en la sede central de la Universidad Nacional Agraria (UNA), ubicada en el municipio de Managua kilómetro 12 ½ carretera panamericana norte del departamento de Managua. El objetivo del experimento fue estudiar el efecto de seis tratamientos nitrogenados y con sistema de riego localizado que abasteció de 3.6 litros de agua por metro lineal por día en la producción de chilote en el cultivo de maíz (Zea Mays L.), variedad NB - S con, una densidad de 125,000 ptas/ha. El ensayo se estableció en un diseño experimental de bloques completos al azar (BCA), unifactorial, con seis tratamientos (A= 50 kg/ha de N; aplicado el 100 % a los 21 ddg ; B= 50 kg/ha de N aplicado el 50% de la dosis a los 21ddg y 50% de la dosis a los 42 ddg; C= 50 kg/ha de N; aplicado aplicado el 100 % a los 42 ddg; D=1 00 kg/ha de N; aplicado el 100 % a los 21 ddg; E= 100 kg/ha de N; aplicado el 50% de la dosis a los 21 ddg y 50% de la dosis a los 42 ddg; F= 100 kg/ha de N; aplicado el 100 % a los 42 ddg. ) y cuatro repeticiones , para evaluar el efecto de los mismos sobre el crecimiento del maíz y rendimiento del chilote. Las variables evaluadas durante el desarrollo de la planta fueron: Altura de la planta (cm), diámetro del tallo (cm), numero de hojas por planta; las variables de rendimiento evaluadas durante la cose cha fueron las siguientes: Altura de primera y segunda inserción del chilote (cm), peso del chilote con bráctea y sin bráctea (cm), diámetro del chilote con bráctea y sin bráctea (mm) y rendimiento del chilote con bráctea (k g/ha - 1 ). Cada una de las variables fueron sometidas a una evaluación estadística por medio del análisis de varianza y separación de medias por Duncan al 5% de confiabilidad. De los seis tratamientos evaluados , el tratamiento E indujo el mayor rendimiento del chilote con una producción de 3 , 819.37 Kg/ha con un beneficio neto de C$ 21,173.69 y una tasa de retorno marginal del 512.5%.

Arc Root Motion In An Argon-Hydrogen Dc Plasma Torch

Arc root motion on the anode surface of a dc non-transferred plasma torch was observed. Adding hydrogen changes the arc root attachment from a diffused type to a constricted type, and the arc root of Ar-H-2 plasma suddenly,jumps from one spot to another irregularly. Images of the arc root motions taken by a high-speed video camera are presented.

Regeneración natural del madroño (Calycophyllum candidissimum (Vahl) DC) en el bosque tropical seco de Chacocente, Nicaragua

El objetivo de este estudio fue estudiar la densidad de la regeneración natural de brinzales y latizales del Madroño ( Calycophyllum candisissimum ) en un periodo de tiempo y analizar el patrón de distribución espacial en relación con la pendiente del terreno y la exposición a la luz solar. El estudio se llevó a cabo en el refugio de Vida Silvestre de Chacocente localizado en la costa del Pacifico de Nicaragua. Se realizó un inventario forestal durante los años 2001, 2002 y 2003 y todos los individuos con alturas mayores de 10 cm y diámetro menores de 5 cm a la altura del pecho fueron inventariados. Los cambios en densidad de población de brinzales y latizales para C. candisissimum fueron positivos indicando una continua regeneración natural de la especie. La densidad de población de brinzales y latizales varió con respecto a la pendiente y la exposición a la luz solar resultando en un patrón de distribución agregado.