تقليل التداخل الكهرومغناطيسي للوضع المشترك لمحولات الحالة الصلبة
يتناول هذا المقال هذه الثغرة بتقديم مراجعة شاملة للروابط المباشرة الشائعة MLCs، والتي تغطي تطورها التبولوجي وخصائصها ومقارنة التبولوجيات والتقنيات التنظيمية واستراتيجيات التحكم ومناطق التطبيق الصناعية. بالإضافة إلى ذلك، يتم مناقشة الآفاق المستقبلية والتوصيات لتوفير فهم أفضل للباحثين والمهندسين حول التطبيقات المحتملة والمزايا لهذه المحولات.
1. المقدمة.
بالنظر إلى المراحل التطورية الرئيسية لـ MLCs، يمكن تصنيف التبولوجيات الحالية لـ MLCs إلى بعض العائلات كما هو موضح في الشكل التالي. تشمل العائلة الأولى التبولوجيات القائمة على CHB وقد تم. تتسم هذه المحولات بقابلية التجزئة العالية وعدة مفاتيح قوة مثلى للمستويات الناتجة [31]. ومع ذلك، يتطلب الأمر عدة مصادر DC معزولة، مما يفرض استخدام محولات عزل ضخمة أو يحد من استخدامها في التطبيقات التي تحتوي على عدة مصادر DC معزولة. بالإضافة إلى ذلك، يعتبر عدم توزيع الطاقة بالتساوي بين الخلايا الكهربائية المتسلسلة أحد التحديات الشائعة في هذه العائلة. تشمل العائلة الثانية التبولوجيات القائمة على NPC مثل 3L-NPC و 3L-T2C المحولات. تتسم هذه المحولات بدارات قوية للقوة وحماية مباشرة. ومع ذلك، فإن توازن الرابط المباشر هو متطلب أساسي في تصميم التحكم لهذه التبولوجيات. تستخدم التبولوجيات القائمة على FC المكثفات كمكونات للربط لزيادة عدد المستويات، مما يشكل عائلة MLCs مميزة بمرنة عالية وبقاء عالي وتشغيل مقاوم للأخطاء. تتشكل MLCs الهجينة من الخلايا الأساسية للتبولوجيات التقليدية، وبالتالي تجمع بين العديد من مزايا MLCs الكلاسيكية مع القدرة على إنتاج عدد كبير من المستويات. تشكل تبولوجيات MMC عائلة MLCs تمثل اختراقًا للتطبيقات ذات الجهد العالي بسبب كفاءتها العالية وقابلية التجزئة العالية.
2. التبولوجيات الشائعة للرابط المباشر.
تستطيع بنية ANPC ذات الثلاث مستويات التعامل مع مشكلة توزيع خسائر الطاقة من خلال استخدام تقنيتين مختلفتين للتنظيم تسمى نمط I ونمط II. حيث يتم استبدال ثنائيتي الربط بمحولين نشطين للتحكم في اتجاه تدفق التيار في الحالات الصفرية. يسبب نمط I معظم خسائر التحويل في المحولات الخارجية لكل ساق، بينما ينقل نمط II خسائر التحويل إلى المحولات الداخلية. تشمل فئة FC التبولوجيات التي تستخدم FCs دون نقطة محايدة مثبتة، وبالتالي لا تثير مشكلة توازن الرابط المباشر. في هذه التبولوجيات، تستخدم FCs كبديل لمصادر DC أثناء إنتاج مستويات الجهد. بشكل عام، بفضل القابلية للتجزئة، تتمتع هذه العائلة بقدرة على إنتاج مستويات أعلى نسبيًا مقارنة بعائلة NPC. بالإضافة إلى ذلك، تعد المرونة والتشغيل المقاوم للأخطاء وتوزيع خسائر الطاقة بين المحولات من الخصائص البارزة لهذه التبولوجيات. تجمع المحولات متعددة المستويات الهجينة (HMLCs) بين التبولوجيات الأساسية للاستفادة من مزاياها المختلفة، مع التغلب على بعض القيود. بشكل أساسي، يمكن أن تحسن التبولوجيات الهجينة قدرات التوازن للجهد في كل من الرابط المباشر وFCs وتوزيع خسائر الطاقة عبر المحولات، مع تقليل عدد المكونات الفعالة والسكونية المطلوبة مقارنة بـ NPC وFCs.
3. التنظيم والتحكم.
تصنيف التقنيات الرئيسية للتحكم في المحولات متعددة المستويات هوكما هو موضح في الصورة أدناه. كما هو الحال مع المحول ذي المستويين، تتكون البنية المتسلسلة للتحكم عادةً من مراحل تحكم خارجية وداخلية بالإضافة إلى كتلة التنظيم. رغم أن الحلقات الداخلية والخارجية متشابهة في المحولات ذات المستويين ومتعددة المستويات، فإن مرحلة التنظيم، والتي تكون أساسية لتقنيات التحكم السلمي والتوجيه الميداني (FOC)، تحتاج إلى التكيف مع زيادة عدد المستويات. في هذا القسم، يتم أولاً تقديم مراجعة لأكثر المنظمات شعبية وأكثرها تقدمًا. كما سيتم دراسة تقنيات التحكم التي لا تتطلب منظمًا منفصلًا بمزيد من التفصيل.
4. التطبيقات الصناعية.
تاريخياً، تتميز معاكسات CHB بقابلية التجزئة ومقاومة الأخطاء وقدرتها على إنتاج عدد كبير من مستويات الجهد عن طريق ربط الخلايا. ومع ذلك، يتطلب استخدام عدة مصادر DC معزولة (المستقيم+المحول من وجهة النظر الصناعية) حدها في نطاق واسع من قيم الطاقة. في الواقع، تستخدم معاكسات CHB بشكل أساسي في التطبيقات ذات الطاقة العالية (من مئات الكيلووات إلى الميجاوات) حيث لا تتوفر مكونات مناسبة لهذه القيم. من الجانب الآخر، تتميز التبولوجيات الشائعة للرابط المباشر باستخدام مصدر DC واحد فقط مما يجعلها بديل جيد في مجموعة متنوعة من التطبيقات مثل الأنظمة الصناعية ثلاثية الأطوار. في الواقع، يمكن استخدامها في العديد من التكوينات مثل 3-Leg 3-Wire و 3-Leg 4-Wire و 4-Leg 4-Wire في محركات السيارات ومحولات الطاقة الشمسية وشواحن DC السريعة وغيرها.
المصدر: IEE-Business
بيان: احترام الأصل، المقالات الجيدة مستحقة للتشارك، إذا كان هناك انتهاك للحقوق يرجى الاتصال لحذف.
