הפחתת התפרעות אלקטרומגנטית מצב משותף עבור ממררי מצב מוצק
מאמר זה מטפל בפער הזה על ידי הצגת סקירה מקיפה של MLCs קשורים ל-DC נפוצים, כולל התפתחות טופולוגית שלהם, תכונות, השוואת טופולוגיות, טכניקות מודולציה, אסטרטגיות שליטה והישגים תעשייתיים. בנוסף, נדונים פרספקטיבות עתידיות והמלצות כדי להעניק למחקרים ומהנדסים הבנה טובה יותר על יישומים אפשריים והיתרונות של הממירים הללו.
1.הקדמה.
בהתחשב בשלבים האבולוציוניים העיקריים של MLCs, ניתן לחלק את הטופולוגיות הקיימות של MLCs לאיזור מסוים, כפי שמוצג בתמונה הבאה. האיזור הראשון כולל טופולוגיות מבוססות CHB ויש להם. הממירים הללו מתאפיינים במודולריות גבוהה ומספר אופטימלי של מעברי כוח עבור רמות פלט [31]. עם זאת, דרושות מספר מקורות DC מבודדים, מה שהופך לשימוש במפרקים גדולים או מגביל את השימוש שלהם ליישומים שיש להם מספר מקורות DC מבודדים. בנוסף, חלוקת כוח לא אחידה בין התאים המדורגים היא אחת מהאתגרים הנפוצים באיזור זה. האיזור השני כולל טופולוגיות מבוססות NPC כמו ממירים 3L-NPC ו-3L-T2C. הממירים הללו מתאפיינים במעגלים חזקים וง่ายים להגנה. עם זאת, שיווי משקל של הקישור DC הוא דרישה חיונית בעיצוב השליטה של הטופולוגיות הללו. טופולוגיות מבוססות FC משתמשות בקבלים כרכיבי לחיצה כדי להגדיל את מספר הרמות, ויוצרות משפחה של MLCs המתאפיינת בгибילות גבוהה, עודף גבוה ופעילות סובלנית לתקלות. MLCs היברידים מורכבים מתאים בסיסיים של טופולוגיות קונבנציונליות ולכן משלבים כמה יתרונות של MLCs קלאסיים עם היכולת לייצר מספר גבוה של רמות. טופולוגיות MMC מהוות משפחה של MLCs שמייצגות פריצת דרך ליישומים של מתח גבוה עקב יעילות גבוהה ומודולריות גבוהה.
2.טופולוגיות DC-Link נפוצות.
המבנה ANPC ברמת שלושה הצליח להתמודד עם הבעיה של חלוקת אובדן כוח באמצעות שימוש בשתי טכניקות מודולציה שונות שנקראות דפוסי מודולציה I ו-II. בהן שני דיודות לחיצה מוחלפים בשני מעברים פעילים כדי לשלוט בכיוון הזרם במצבים אפסיים. דפוס מודולציה I גורם לכך שרוב אובדי המעבר יקרו במעברים החיצוניים של כל רגל, בעוד דפוס II מזיז את אובדי המעבר למעברים הפנימיים. קטגוריה Fc כוללת את הטופולוגיות המיעשות באמצעות FCs ללא נקודת חשמל ניטרלית מוגבלת, ובהתאם, אינן מביאות את הבעיה של שיווי משקל DC-Link. בטופולוגיות אלו, FCs משמשים להחליף את מקורות ה-DC תוך יצירת רמות מתח. באופן כללי, בזכות המודולריות, משפחה זו יש לה יכולת לייצר רמות יחסית גבוהות יותר בהשוואה למשפחת NPC. בנוסף, גמישות, פעולה סובלנית לתיקונים וחלוקה משופרת של אובדי כוח בין מעברים הם מאפיינים בולטים של הטופולוגיות הללו. ממירים מולטי-רמה היברידיים (HMLCs) משלבים מספר טופולוגיות בסיסיות כדי להשתמש ב היתרונות שלהם, תוך התגברות על חלק מהגבלותיהם. בעיקר, טופולוגיות היברידיות יכולות לשפר את יכולות שיווי המשקל של מתח הן עבור DC-Link והן עבור FCs ואת חלוקת אובדי כוח בין מעברים, תוך הפחתת מספר המרכיבים פעילים והפסיביים הנדרשים בהשוואה לטופולוגיות NPC ו-FC.
3.מודולציה ושליטה.
סיווג של טכניקות השליטה העיקריות לממירים מולטי-רמה מוצג בתמונה שלהלן. כמו ממיר שתי רמות, המבנה המדורג בדרך כלל כולל שלבים של שליטה חיצונית ופנימית בנוסף לבקר המודולציה. אם כי הלולאות הפנימיות והחיצוניות דומות בממירים בעלי שתי רמות ומולטי-רמה, שלב המודולציה, שנדרש בעיקר עבור טכניקות שליטה סקלריות ושליטה מכוונת שדה (FOC), צריך להתאים ככל שמספר הרמות עולה. בפרק זה, תחילה מציגים סקירה של המודולציות הפופולריות ביותר, כמו גם מתקדמות. בנוסף, ייחקרו בצורה מפורטת יותר טכניקות שליטה שאינן דורשות מודולציה נפרדת.
4.יישומים תעשייתיים.
היסטורית, מומרים CHB מתאפיינים במודולריות, סובלנות לתיקונים ויכולת לייצר מספר גבוה של רמות מתח על ידי הדבקת תאים. עם זאת, הדרישה למקורות DC מרובים ומבודדים (מavana+מפרק מהיבט תעשייתי) מגבילה את יכולתם לשימוש ביישומים מגוונים של כוח. אכן, מומרים CHB נמצאים בעיקר ביישומים של כוח גבוה (בין מאות קילוואט למגהוואט) בהם אין מרכיבים זמינים למדרגות כאלה. מצד שני, טופולוגיות DC-Link נפוצות מתאפיינות בשימוש במקור DC יחיד מה שהופך אותן אלטרנטיבה טובה ביישומים שונים כגון מערכות תעשייתיות תלת-פאזה. אכן, הם יכולים לשמש בקונפיגורציות רבות כגון 3-Leg 3-Wire, 3-Leg 4-Wire ו-4-Leg 4-Wire במניעי מנועים, מומרים PV, מטענים מהירים DC וכדומה.
מקור: IEEE Xplore
הצהרה: כבוד למקור, מאמרים טובים ראויים לשיתוף, אם יש פגיעה זכויות אלה צרו קשר למחיקה.
