Kỹ thuật điều chế vector không gian cho biến tần ma trận gián tiếp nhằm giảm điện áp điểm nối chung

Tạp chí Phát triển Khoa học và Công nghệ – Kĩ thuật và Công nghệ, 4(2): 846-860
Open Access Full Text Article Bài nghiên cứu
1Trường Đại học Trần Đại Nghĩa, Việt
Nam
2Trường Đại học Tôn Đức Thắng, Việt
Nam
3Trường Đại học Bách Khoa,
ĐHQG-HCM, Việt Nam
Liên hệ
Nguyễn Đình Tuyên, Trường Đại học Bách
Khoa, ĐHQG-HCM, Việt Nam
Email: ndtuyen@hcmut.edu.vn
Lịch sử
 Ngày nhận: 30-11-2020
 Ngày chấp nhận: 05-4-2021
 Ngày đăng: 18-4-2021
DOI : 10.32508/stdjet.v4i2.797 
Bản quyền
© ĐHQG Tp.HCM. Đây là bài báo công bố
mở được phát hành theo các điều khoản của
the Creative Commons Attribution 4.0
International license.
Kỹ thuật điều chế vector không gian cho biến tầnma trận gián tiếp
nhằm giảm điện áp điểm nối chung
Trần Quốc Hoàn1, VũMạnh Tiến2, Nguyễn Đình Tuyên3,*
Use your smartphone to scan this
QR code and download this article
TÓM TẮT
Bài báo trình bày kỹ thuật điều chế vector không gian cho biến tầnma trận gián tiếp 3 pha để giảm
điện áp điểm nối chung và duy trì chất lượng điện tại ngõ ra không bị ảnh hưởng bởi hiệu ứng
giảm điện áp điểm nối chung. Để giảm giá trị đỉnh của điện áp điểm nối chung xuống còn 57,7%
so với giá trị của điện áp pha ngõ vào, chỉ các vector điện áp tích cực được sử dụng để tổng hợp
điện áp ngõ ramongmuốn, thay vì sử dụng cả các vector điện áp không như các kỹ thuật điều chế
truyền thống. Mặc dù giảm được giá trị đỉnh của điện áp điểm nối chung nhưng chất lượng điện
tại ngõ ra của biến tần ma trận cũng bị ảnh hưởng do thiếu sự tham gia của các vector điện áp
không. Để giải quyết vấn đề này, kỹ thuật điều chế vector không gian đề xuất cho tầng chỉnh lưu
đã được thiết kế lại để tạo ra giá trị trung bình của điện áp dc-link là hằng số bằng cách sử dụng
3 vector dòng điện tích cực thay vì 2 vector như các kỹ thuật chiều chế khác. Do đó, kỹ thuật điều
chế vector không gian đề xuất cho biến tần ma trận đã cải thiện đáng kể chất lượng điện áp và
dòng điện ngõ ra, đồng thời giảm giá trị đỉnh của điện áp điểm nối chung. Các mô phỏng được
thực hiện trong phần mềm PSIM và các kết quả thực nghiệm đo đạc tại phòng thí nghiệm được
cung cấp để chứng minh hiệu quả của kỹ thuật điều chế đề xuất.
Từ khoá: Biến tần ma trận, kỹ thuật điều chế vector không gian, điện áp điểm nối chung, độ méo
dạng sóng hài tổng
MỞĐẦU
Biến đổi điện áp xoay chiều là một bộ phận cần thiết
trong các hệ thống công nghiệp, đặc biệt trong các
hệ truyền động sử dụng động cơ điện xoay chiều1.
Các bộ biến đổi điện áp xoay chiều truyền thống kiểu
ac-dc-ac với cấu trúc gồm khối chỉnh lưu ghép tầng
với khối nghịch lưu đã và đang được được sử dụng
rộng rãi2. Một bộ tụ điện dc-link với dung lượng lớn
thường được sử dụng làm thành phần lưu trữ năng
lượng. Theo đó, nguồn điện áp xoay chiều sau khi
được chỉnh lưu thành điện áp một chiều, được lưu
trữ trong tụ điện dc-link, khối nghịch lưu lấy điện
áp một chiều từ tụ điện dc và biến đổi thành điện áp
xoay chiều với biên độ và tần số mong muốn ở ngõ
ra. Mặc dù có ưu điểm như tính ổn định, kỹ thuật
điều chế/điều khiển đơn giản, nhưng sự tồn tại của tụ
điện dc-link làm cho bộ biến đổi truyền thống kiểu
ac-dc-ac có kích thước và khối lượng lớn, tuổi thọ
làm việc hạn chế, đặc biệt trong điều kiện hoạt động
ở nhiệt độ cao. Để giải quyết vấn đề này, bộ biến tần
ma trận (matrix converter) là một giải pháp tốt được
biết đến hiện nay bằng cách truyền công suất trực tiếp
từ nguồn xoay chiều đến tải xoay chiều mà không cần
thông qua bộ tụ điện dc-link3–5. Đặc tính này giúp
biến tần ma trận có thể thu gọn đáng kể kích thước
và khối lượng, nâng cao tuổi thọ, hiệu suất và mật độ
công suất, cũng như có khả năng hoạt động ở nhiệt độ
cao. Đây chính là xu hướng phát triển trong tương lai
của các bộ biến đổi công suất, đặc biệt trong các lĩnh
vực đặc thù yêu cầu giới hạn về kích thước và khối
lượng như trong các ứng dụng giao thông vận tải (xe
điện, tàu điện), trong công nghiệp hàng không, quân
sự.
Các bộ biến tần ma trận có nhiều ưu điểm như dòng
điện ngõ vào, ngõ ra đều là dạng sin, có thể truyền
công suất theo hai chiều, điều khiển được hệ số công
suất ngõ vào, và mạch công suất nhỏ gọn. Các bộ
biến tần ma trận được phân loại theo cấu trúc gồm
hai loại: biến tầnma trận trực tiếp (direct matrix con-
verter) và biến tần ma trận gián tiếp (indirect matrix
converter). Cả hai cấu trúc đều có những đặc tính
chất lượng giống nhau. Tuy nhiên, các bộ biến tần
ma trận gián tiếp có thêm ưu điểm hơn cấu trúc trực
tiếp như mạch kẹp để bảo vệ quá áp đơn giản, đóng
cắt với dòng chuyển mạch bằng không, và cấu trúc có
thể tùy biến dễ dàng. Do đó, các bộ biến tần ma trận
gián tiếp, như Hình 1, nhận được nhiều sự quan tâm
nghiên cứu hơn6.
Mặc dù sở hữu nhiều ưu điểm, nhưng biến tần ma
trận chưa được ứng dụng rộng rãi trong công nghiệp
vì còn tồn tại một số hạn chế nội tại. Một trong số đó
Trích dẫn bài báo này: Hoàn T Q, Tiến V M, Tuyên N D. Kỹ thuật điều chế vector không gian cho biến
tầnma trận gián tiếp nhằm giảm điện áp điểm nối ... huật và Công nghệ, 4(2): 846-860
Hình 5: Không gian vector đề xuất cho tầng nghịch lưu.
Hình 6: Không gian vector đề xuất cho tầng chỉnh lưu.
851
Tạp chí Phát triển Khoa học và Công nghệ – Kĩ thuật và Công nghệ, 4(2): 846-860
Hình 7: Phân bố vector chuyển mạch của kỹ thuật vector không gian đề xuất.
Tỷ số nhiệm vụ của 3 vector tích cực được xác định
như sau:
dab = 1mi sin(bi+p=6)
dac =1+
p
3mi cos(bip=6)
dbc = 1mi cos(bi)
(13)
Và giá trị trung bình của điện áp dc-link là:
_
V dc = dab (va vb)+dac (va vc)+
dbc (vb vc) =
3
2
miVi:
(14)
Quá trình đóng cắt tại tầng chỉnh lưu và tầng nghịch
lưu được đồng bộ và phân bố đối xứng để duy trì sự
cân bằng của dòng điện ngõ vào, điện áp ngõ ra, cũng
như giảm tổn thất và độ méo dạng do sóng hài. Tỷ số
nhiệm vụ trong Hình 7 được xác định như sau:
T6ab = d16:dab:Ts; T1ab = d11:dab:Ts;
T6ac = d16:dac:Ts; T1ac = d11:dac:Ts;
T6bc = d16:dbc:Ts; T1bc = d11:dbc:Ts;
T2ab = d12:dab:Ts; T2ac = d12:dac:Ts;
T2bc = d12:dbc:Ts:
(15)
Trong kỹ thuật điều chế vector không gian đề xuất,
tỉ số truyền điện áp giữa ngõ vào và ngõ ra (voltage
transfer ratio) được xác định như sau:
q=
Vo
Vi
=
Vo
Vdc
_
V dc
Vi
=
3
2
mvmi (16)
Các tỉ số nhiệm vụ của tầng chỉnh lưu và nghịch lưu
trong (11) và (13) phải luôn là giá trị dương và thấp
hơn hoặc bằng 1. Sự ràng buộc này dẫn đến hạn chế
của tỷ số truyền điện áp của biến tần ma trận gián
tiếp:
1p
3
 q
p
3
2
(17)
Từ (17), kỹ thuật điều chế đề xuất phù hợp để điều
khiển biến tần ma trận vận hành ở dải có tỉ số truyền
điện áp cao.
KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN
Kết quảmô phỏng và thảo luận
Để đánh giá hiệu quả của kỹ thuật điều chế vector
không gian đề xuất cácmô phỏng được thực hiện trên
phần mềm PSIM 9.0 với tải 3 pha R-L. Các thông số
mô phỏng được trình bày trong Bảng 1.
Hình 8 trình bày dạng sóng của điện áp CMV và phân
tích phổ (Fast Fourier Transform - FFT) của kỹ thuật
điều chế vector không gian thông thường và kỹ thuật
điều chế đề xuất. Kỹ thuật điều chế thông thường
không thể giảm giá trị đỉnh của điện áp CMV bởi vì
sự tồn tại của các vector điện áp không trong điều chế
tầng nghịch lưu. Trong khi đó, bằng cách chỉ sử dụng
3 vector điện áp tích cực, kỹ thuật điều chế đề xuất
đã giảm được giá trị đỉnh của điện áp CMV từ 100V
xuống còn 57,7V, tương ứng với 1=
p
3 biên độ điện
áp pha ngõ vào. Hơn nữa, giá trị hiệu dụng của điện
áp CMV trong kỹ thuật đề xuất cũng luôn nhỏ hơn so
852
Tạp chí Phát triển Khoa học và Công nghệ – Kĩ thuật và Công nghệ, 4(2): 846-860
Bảng 1: Các thông sốmô phỏng và thực nghiệm
Thông số Giá trị
Nguồn Vi = 100 V
Tần số ngõ vào fi = 50 Hz
Mạch lọc đầu vào L = 1.4 mH,
C = 25 mF, R = 20W
Tải 3 pha R = 10W, L = 5 mH
Tỷ số truyền điện áp q = 0.7
Tần số ngõ ra fo = 60 Hz
Tần số đóng cắt fs = 10 kHz
với kỹ thuật điều chế thông thường như so sánh trong
Hình 9. Việc giảm được điện áp CMV dẫn đến giảm
dòng điện rò, là nguyên nhân gây ra hỏng hóc trong
các tải động cơ.
Hình 10 và Hình 11 trình bày kết quả mô phỏng của
dạng sóng điện áp, dòng điện ngõ vào và ngõ ra của kỹ
thuật điều chế đề xuất tại tỉ số truyền điện áp q = 0,7.
Dòng điện ngõ vào và ngõ ra của biến tầnma trận gián
tiếp được duy trì dạng sin. Chất lượng dạng sóng ngõ
vào và ngõ ra không bị ảnh hưởng bởi kỹ thuật điều
chế đề xuất. Bên cạnh đó, điện áp ngõ vào cùng pha
với dòng điện ngõ vào, thể hiện kỹ thuật điều chế đề
xuất có thể điều khiển biến tầnma trận với hệ số công
suất ngõ vào đồng nhất.
Để đánh giá sự cải thiện chất lượng điện áp, dòng điện
ngõ ra của kỹ thuật điều chế đề xuất so với các kỹ thuật
điều chế giảm điện áp CMV khác, độ méo dạng sóng
hài tổng THD của dòng điện và điện áp ngõ ra được
trình bày trong Hình 12. Giá trị THD của dòng điện
ngõ ra với kỹ thuật đề xuất nhỏ hơn so với các kỹ thuật
giảm điện áp CMV thông thường khác. Trong khi đó,
chất lượng điện áp dây ngõ ra của kỹ thuật đề xuất
cũng được cải thiện đáng kể. Điều này có nghĩa là chất
lượng ngõ ra của bộ biến tần ma trận gián tiếp được
cải thiện nhờ vào kỹ thuật điều chế vector không gian
cho tầng chỉnh lưu.
Hình 13 thể hiện đáp ứng động của kỹ thuật điều chế
đề xuất khi điện áp đặt ngõ ra thay đổi. Có thể thấy
rằng kỹ thuật điều chế đề xuất vẫn duy trì được chất
lượng ngõ ra và đảm bảo đáp ứng nhanh khi có sự
thay đổi.
Kết quả thực nghiệm và thảo luận
Để kiểm chứng các kết quả mô phỏng, một mô hình
biến tần ma trận gián tiếp 3 pha được xây dựng tại
Phòng Thí nghiệm Nghiên cứu Điện tử công suất,
Trường Đại học Bách Khoa Tp. HCM như trong
Hình 14. Mạch điều khiển được thiết kế với một
card DSP 32-bit TMS320F28335 và card CPLD Al-
tera EPM7128SLC84-15 để điều chế xung PWMvà kỹ
thuật chuyển mạch bốn bước. Các van bán dẫn công
suất hai chiều được ghép bởi 2 IGBT IRG4PF50WD
riêng biệt. Các van bán dẫn công suất một chiều tại
tầng nghịch lưu được thực hiện bởi module IGBT
FMG2G150US60. Các thông số được sử dụng trong
thực nghiệm giống với mô phỏng như đã trình bày ở
Bảng 1.
Hình 15 trình bày dạng sóng điện áp CMV và phân
tích FFT với kỹ thuật điều chế thông thường và đề
xuất. Kỹ thuật điều chế đề xuất giảm giá trị đỉnh của
điện áp CMV xuống 42,3% khi so sánh với kỹ thuật
điều chế thông thường. Dạng sóng điện áp CMV xuất
hiện một số gai là do sử dụng kỹ thuật chuyển mạch
bốn bước truyền thống với mỗi bước tương ứng là
0.5ms. Để triệt tiêu toàn bộ gai điện áp xuất hiện trong
dạng sóng điện áp CMV, một kỹ thuật chuyển mạch
bốn bước cải tiến15 có thể được sử dụng với các bước
chuyển mạch linh hoạt tùy vào chiều của dòng điện
và điện áp trên linh kiện khi chuyển mạch.
Hình 16 vàHình 17 trình bày kết quả thực nghiệm của
dạng sóng điện áp, dòng điện ngõ vào và ngõ ra của
biến tần ma trận với kỹ thuật điều chế đề xuất tại tỉ số
truyền điện áp q = 0,7. Dòng điện ngõ vào và ngõ ra
có dạng sin. Các kết quả thực nghiệm hoàn toàn phù
hợp với các kết quả mô phỏng.
KẾT LUẬN
Bài báo này đã trình bày một kỹ thuật điều chế vector
không gian cho biến tần ma trận 3 pha nhằm giảm
điện áp CMV cũng như duy trì chất lượng điện áp,
dòng điện ngõ ra không bị ảnh hưởng bởi hiệu ứng
giảm điện áp CMV.Nhờ vào các vector dòng điện tích
cực được sử dụng để điều chế tại tầng chỉnh lưu, giá
trị trung bình điện áp dc-link duy trì ở giá trị hằng
số, quá đó giúp cải thiện chất lượng điện ngõ ra. Giá
trị điện áp CMV giảm còn 57,7% giá trị của điện áp
pha ngõ vào nhờ kỹ thuật điều chế dựa trên 3 vector
điện áp tích cực tại tầng nghịch lưu. Các kết quả mô
phỏng và thực nghiệm được cung cấp đã chứng minh
hiệu quả của kỹ thuật điều chế đề xuất.
DANHMỤC TỪ VIẾT TẮT
CMV: Common-Mode Voltage - Điện áp điểm nối
chung
CPLD: Complex Programmable Logic Device - Thiết
bị logic lập trình được
DSP: Digital Signal Processor - Xử lý tín hiệu số
EMI: Electromagnetic Interference - Nhiễu điện từ
PWM: Pulse-Width Modulation - Điều chế độ rộng
xung
853
Tạp chí Phát triển Khoa học và Công nghệ – Kĩ thuật và Công nghệ, 4(2): 846-860
Hình 8: Điện áp CMV của kỹ thuật điều chế thông thường và kỹ thuật điều chế vector không gian đề xuất.
Hình 9: So sánh trị hiệu dụng điện áp CMV của kỹ thuật điều chế thông thường và kỹ thuật điều chế đề xuất.
THD: Total Harmonics Distortion - Độ méo dạng
sóng hài tổng
VTR: Voltage Transfer Ratio - Tỉ số truyền điện áp
XUNGĐỘT LỢI ÍCH
Nhóm tác giả xin camđoan rằng không có bất kỳ xung
đột lợi ích nào trong công bố bài báo.
ĐÓNGGÓP CỦA TÁC GIẢ
Trần Quốc Hoàn tham gia vào việc đưa ra ý tưởng
bài viết, xây dựng giải thuật, xây dựng mô hình thực
nghiệm và viết bản thảo.
VũMạnh Tiến tham gia vào việc mô phỏng, xây dựng
mô hình thực nghiệm, thu thập dữ liệu cho nội dung
bài viết.
Nguyễn Đình Tuyên tham gia vào việc định hướng
nghiên cứu, quá trình thực nghiệm, đưa ra kết luận,
và hiệu chỉnh nội dung bài viết.
TÀI LIỆU THAMKHẢO
1. Kolar JW, et al. Review of three-phase PWM AC-AC converter
topologies. IEEE Trans. Ind. Electron. 2011;58(11):4988–5006.
854
Tạp chí Phát triển Khoa học và Công nghệ – Kĩ thuật và Công nghệ, 4(2): 846-860
Hình 10: Kết quả mô phỏng dạng sóng điện áp, dòng điện ngõ vào của kỹ thuật điều chế đề xuất.
Available from: https://doi.org/10.1109/TIE.2011.2159353.
2. Friedli T, et al. Comparative evaluation of three-phase AC-AC
matrix converter and voltage DC-link back-to-back converter
systems,” IEEE Trans. Ind. Electron. 2012;59(12):4487–4510.
Available from: https://doi.org/10.1109/TIE.2011.2179278.
3. Wheeler PW, et al. Matrix converters: a technology review.
IEEE Transactions on Industrial Electronics. 2002;49(2):276–
288. Available from: https://doi.org/10.1109/41.993260.
4. Empringham L, et al. Technological issues and industrial ap-
plication of matrix converters: A review. IEEE Trans. Ind. Elec-
tron. 2013;60(10):4260–4271. Available from: https://doi.org/
10.1109/TIE.2012.2216231.
5. Rodriguez J, et al. A review of control and modulation meth-
ods formatrix converters. IEEE Transactions on Industrial Elec-
tronics. 2012;59(1):58–70. Available from: https://doi.org/10.
1109/TIE.2011.2165310.
6. Wei L, Lipo TA. A novel matrix converter topology with sim-
ple commutation. Conference Record of the 2001 IEEE Indus-
try Applications Conference. 36th IAS Annual Meeting (Cat.
No.01CH37248), Chicago, IL, USA, USA. 2001;.
7. Nguyen TD, Lee HH. Modulation strategies to reduce
common-mode voltage for indirect matrix converters. IEEE
Trans. Ind. Electron. 2012;59(1):129–140. Available from: https:
//doi.org/10.1109/TIE.2011.2141101.
8. Nguyen TD, Lee HH. A new SVMmethod for an indirectmatrix
converter with common-mode voltage reduction. IEEE Trans.
Ind. Informatics. 2014;10(1):61–72. Available from: https://doi.
org/10.1109/TII.2013.2255032.
9. Rahman K, et al. Commonmode voltage reduction technique
in a three-to-three phase indirect matrix converter. IET Electr.
Power Appl. 2018;12(2):254–263. Available from: https://doi.
org/10.1049/iet-epa.2017.0349.
10. Padhee V, et al. Modulation Techniques for Enhanced Re-
duction in Common-Mode Voltage and Output Voltage Dis-
tortion in Indirect Matrix Converters. IEEE Trans. Power Elec-
tron. 2017;32(11):8655–8670. Available from: https://doi.org/
10.1109/TPEL.2016.2645944.
11. Tsoupos A, Khadkikar V. A novel SVM technique with en-
hanced output voltage quality for indirect matrix converters.
IEEE Trans. Ind. Electron. 2019;66(2):832–841. Available from:
https://doi.org/10.1109/TIE.2018.2835404.
12. Tran QH, Lee HH. A three-vector modulation strategy for indi-
rect matrix converter fed open-end load to reduce common-
mode voltagewith improved output performance. IEEE Trans.
PowerElectron. 2017;32(10):7904–7915. Available from: https:
//doi.org/10.1109/TPEL.2016.2639063.
13. Kalaiselvi J, Srinivas S. Bearing currents and shaft voltage re-
duction indual-inverter-fedopen-endwinding inductionmo-
torwith reducedCMVPWMmethods. IEEE Trans. Ind. Electron.
2015;62(1):144–152. Available from: https://doi.org/10.1109/
855
Tạp chí Phát triển Khoa học và Công nghệ – Kĩ thuật và Công nghệ, 4(2): 846-860
Hình 11: Kết quả mô phỏng dạng sóng điện áp, dòng điện ngõ ra của kỹ thuật điều chế đề xuất.
Hình 12: So sánh giá trị THD của (a) dòng điện ngõ ra, (b) điện áp dây ngõ ra của kỹ thuật điều chế đề xuất và các
kỹ thuật điều chế khác
856
Tạp chí Phát triển Khoa học và Công nghệ – Kĩ thuật và Công nghệ, 4(2): 846-860
Hình 13: Kết quả mô phỏng đáp ứng động của kỹ thuật điều chế đề xuất khi điện áp đặt ngõ ra thay đổi.
TIE.2014.2336614.
14. Ün E, Hava AM. A near-state PWM method with reduced
switching losses and reduced common-mode voltage for
three-phase voltage source inverters. IEEE Trans. Ind. Appl.
2009;45(2):782–793. Available from: https://doi.org/10.1109/
TIA.2009.2013580.
15. NguyenH, Lee H. AModulation Scheme forMatrix Converters
with Perfect Zero Common-Mode Voltage. IEEE Transactions
on Power Electronics. 2016;31(8):5411–5422. Available from:
https://doi.org/10.1109/TPEL.2015.2493339.
857
Tạp chí Phát triển Khoa học và Công nghệ – Kĩ thuật và Công nghệ, 4(2): 846-860
Hình 14: Mô hình thực nghiệm biến tần ma trận gián tiếp 3 pha tải R-L.
Hình 15: Kết quả thực nghiệm dạng sóng và phân tích FFT điện áp CMV của kỹ thuật điều chế đề xuất.
858
Tạp chí Phát triển Khoa học và Công nghệ – Kĩ thuật và Công nghệ, 4(2): 846-860
Hình 16: Kết quả thực nghiệm dạng sóng điện áp, dòng điện ngõ vào của kỹ thuật điều chế đề xuất.
Hình 17: Kết quả thực nghiệm dạng sóng điện áp, dòng điện ngõ ra của kỹ thuật điều chế đề xuất.
859
Science & Technology Development Journal – Engineering and Technology, 4(2):846-860
Open Access Full Text Article Research Article
1Tran Dai Nghia University, Vietnam
2Ton Duc Thang University, Vietnam
3Ho Chi Minh City University of
Technology, VNU-HCM, Vietnam
Correspondence
Tuyen D. Nguyen, Ho Chi Minh City
University of Technology, VNU-HCM,
Vietnam
Email: ndtuyen@hcmut.edu.vn
History
 Received: 30-11-2020 
 Accepted: 05-4-2021 
 Published: 18-4-2021
DOI : 10.32508/stdjet.v4i2.797 
Copyright
© VNU-HCM Press. This is an open-
access article distributed under the
terms of the Creative Commons
Attribution 4.0 International license.
Space-vector modulation for three-phase indirect matrix
converters to reduce common-mode voltage
Quoc-Hoan Tran1, Manh-Tien Vu2, Tuyen D. Nguyen3,*
Use your smartphone to scan this
QR code and download this article
ABSTRACT
This paper presents a space vector modulation strategy for a three-phase indirect matrix converter
to reduce the common-mode voltage and maintain the output performance. To reduce the peak
value of the common-mode voltage to 57.7% of the input phase voltage, three active voltage vec-
tors are used to generate the desired output voltage with arbitrary amplitude and frequency, in-
stead of using both active and zero voltage vectors as in the traditional space vector modulation
strategy. Although the common-mode voltage is reduced, the output waveform quality of the
three-phase indirect matrix converter deteriorates due to the absence of the zero voltage vectors.
To overcome this problem, the proposed space vectormodulation strategy is redesigned to control
the rectifier stage of the indirect matrix converter by utilizing three active current vectors instead
of two as usual. Consequently, the constant average dc-link voltage is achieved, which can im-
prove the output performance in terms of the output voltage and current harmonic distortion. The
simulation is implemented by PSIM software and experimental results are provided to verify the
effectiveness of the proposed space vector modulation strategy.
Key words: Indirect matrix converter, space-vector modulation, common-mode voltage, output
harmonic distortion
Cite this article : Tran Q, Vu M, Nguyen T D. Space-vector modulation for three-phase indirect matrix 
converters to reduce common-mode voltage. Sci. Tech. Dev. J. – Engineering and Technology; 
4(2):846-860.
860