Ühislahendsuse elektromagnetilise segasignaali vähendamine tahkeseadmete jaoks

     See artikkel täidab selle puudujäägi, esitades ülevaate tavalistest DC-link MLC-dest, katta nende topoloogilise evolutsiooni, omadusi, topoloogiate võrdluse, modulatsioonitehnika, juhtimisstrateegiad ja tööstuslikke rakendusalasid. Lisaks arutatakse tuleviku perspektive ja soovitusi, et anda uurijatele ja inseneritele paremat arusaama nende teisendurite potentsiaalsete rakenduste ja eeliste kohta.

1.Sissejuhatus.

     Mõeldes MLC-de peamiste evolutsioonietappidele, saab olemasolevaid MLC-topoloogiaid kategooriseerida mõnedesse peredesse, nagu järgmises joonis näha. Esimene perekond hõlmab CHB-põhiseid topoloogiaid ja on olnud. Need teisendurid on toonud välja suure modularsuse ja optimaalse võimsuslüliti arvu väljundtasemete jaoks [31]. Siiski on vaja mitmeid eraldatud DC-allikaid, mis nõuab tiheda eraldamistransformaatorite kasutamist või piirab nende kasutamist rakendustes, kus on mitmeid eraldatud DC-allikaid. Lisaks on ebavõrdne võimsuse jagamine kaskade võimsusüksuste vahel üks selle pere tavalisi väljakutseid. Teine perekond hõlmab NPC-põhiseid topoloogiaid, nagu 3L-NPC ja 3L-T2C teisendurid. Need teisendurid on iseloomustatud jõukate võimsusringide ja lihtsa kaitsega. Siiski on DC-link tasakaalu säilitamine oluline nõue nende topoloogiate juhtimissüsteemi disainis. FC-põhised topoloogiad kasutavad kondensaatoreid klampimiseks komponentideks, et suurendada tasandite arvu, moodustades MLC-pere, mis on iseloomustatud suure modularsuse, suure redundantsiga ja vigastolerantsi operatsiooniga. Hübriid MLC-d moodustavad tavaliste topoloogiate põhielemendid, seega kombineerivad neid klassikaliste MLC-e mitmeid eeliseid suure tasandite arvu tootmise võimega. MMC topoloogiad moodustavad MLC-peret, mis esindab HV-rakenduste jaoks läbimurdu oma kõrge tõhususe ja kõrge modularsuse tõttu.

2.Tavalised DC-link topoloogiad.

   Kolme-taseme aktiivne NPC (ANPC) struktuur on oskenud lahendada võimsuse kadumise jagamise probleemi kasutades kahte erinevat modulatsioonitehnika, mida nimetatakse modulatsioonimuustriteks I ja II. Selles asendatakse kaks klampielementi diodeid kahe aktiivse lüliti, et kontrollida nullseisundite ajal vooga suunda. Modulatsioonimuuster I põhjustab enamiku lülitamiselossi igas jalas välismõõdikutes, samas kui muuster II viib lülitamiselossi sisemistesse lülitistesse. FC-kategooriasse kuuluvad topoloogiad, mis kasutavad FC-sid ilma klambitud neutraalse punktita ja seega ei tooda esile DC-link tasakaalu probleemi. Nendes topoloogiates kasutatakse FC-sid DC-allikate asendamiseks, genereerides samaaegselt voltagetasemeid. Üldiselt pakub see perekond suurema modularsuse tõttu võimet luua suhteliselt kõrgemaid tasandeid NPC perega võrreldes. Lisaks on paindlikkus, vigastolerantsne operatsioon ja parandatud lülitamiselossi jagamine lülitistevahel selle pere tugevad omadused. Hübriid multitasemelised teisendurid (HMLC-d) kombinivad mitmeid põhitopoloogiaid, et kasutada nende vastavate eeliste, samas kui ületatakse mõned nende piirangud. Põhiliselt saavad hübriidtopoloogiad parandada nii DC-linki kui ka FC-de voltagetasakaalu ja lülitamiselossi jagamist lülitistevahel, vähendades aktiivsete ja passiivsete komponentide arvu NPC ja FC topoloogiatega võrreldes.

3.Modulatsioon ja juhtimine.

    Peamiste multitasemeliste teisendurite juhtimistechnikate klassifikatsioon on näha järgmisel joonisel. Kaksitasemelise teisenduri korral koosneb kaskade juhtimisstruktuur tavaliselt välisest ja sisemisest juhtimisringist lisaks modulaatori blokile. Kuigi sisemine ja väline ring on sarnased kaksitasemeliste ja multitasemeliste teisendurite vahel, peab modulaatori ring, mis on peamiselt vajalik skalaar- ja veechiaorituse juhtimise (FOC) tehnikate jaoks, olema kohandatud, kui tasandite arv suureneb. Selles osas esitatakse esmalt ülevaade populaarseimmastest ja edukaimastest modulaatoritest. Samuti uuritakse rohkem detailis juhtimistechnikaid, mis ei vaja eraldi modulaatorit.

4.Tööstuslikud rakendused.

    Ajalooliselt on CHB-inverteerijad iseloomustatud nende modularsusega, vigastolerantsiga ja võimega luua suurt arvu voltagetasemeid üksikutest üksustest. Siiski piirab mitmeid eraldatud DC-allikaid (rectifier+transformer tööstuse seisukohalt) nende rakendatavust laia valikut võimsustasemete vahel. Tõepoolest, CHB-inverteerijad kasutatakse peamiselt kõrge võimsusega rakendustes (hundrid tuhandeid vatte kuni megawattidesse), kus sellistele võimsustasemetele sobivaid komponente ei ole saadaval. Teisalt on tavalised DC-link topoloogiad iseloomustatud ühe DC-allika kasutamisega, mis teeb neist hea alternatiivi erinevates rakendustes, nagu kolme-faasi tööstussüsteemid. Tõepoolest, need saavad kasutada paljudes konfiguratsioonides, nagu 3-Leg 3-Wire, 3-Leg 4-Wire ja 4-Leg 4-Wire mootorijuhtimistes, PV-inverteerijates, kiiretes DC-laadimisrakendustes jne.

Allikas: IEEE Xplore

Avaldus: Respect the original, good articles worth sharing, if there is infringement please contact delete.