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ComprehensiveAnalysisofMulti-MegawattVariable
FrequencyDrives
AbstractMulti-megawattvariablefrequencydriveshavebeenincreasinglyusedin
manyindustriestoconserveelectricenergy,increaseproductivityandimprove
productquality.Thepaperprovidesacomprehensiveanalysisofmulti-megawattAC
drivesdevelopedbytheworldleadingdrivemanufacturers.Avarietyofmultilevel
voltagesourceinverters（VSIs）andPWMcurrentsourceinverters（CSIs）areanalyzed.
Advantagesanddrawbacksofthesedrivesaresummarized.Variousmodulation
schemessuitableformegawattconvertersarediscussed.Importantconceptsare
illustratedwithcomputersimulationsandexperiments.
Keywords:High-powerACdrives，high-powerconverters，multilevelconverters，
pulsewidthmodulation，spacevectormodulation
1Introduction
Withthetechnologyadvancementsinsemiconductordevicessuchas
high-voltageIGBTs（insulatedgatebipolartransistors）andGCTs（gatecontrolled
thyristors）,modernmulti-megawattvariablefrequencydrivesareincreasinglyusedin
petrochemical,mining,steelmetals,transportationandotherindustriestoconserve
electricenergy,increaseproductivityandimproveproductquality.
Thereareanumberofhigh-powerdrivemanufacturersaroundtheworld,
includingABB（Switzerland）,Siemens（Germany）,Toshiba（Japan）,Rockwell
Automation（Canada）,GeneralElectric（US）,ASIRobicon（US）andAlstom（France）.
ThesecompaniesusevariouspowerconvertertechnologiesshowninFig.1intheir
driveproducts.Forinstance,ABBproducesthree-levelneutralpointclampedinverter
feddrives,RockwellmanufacturesGCTcurrentsourceinverterbaseddrives,Robicon
promotescascadedH-bridgemultilevelinvertertechnology,Toshibausesmultilevel
NPC/H-bridgehybridinverters,andA
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