Pengurangan Gangguan Elektromagnetik Mod Kommon untuk Penjana Pepejal

     Artikel ini mengatasi kesenjangan tersebut dengan menyajikan tinjauan komprehensif tentang MLC dc-link yang umum, mencakup evolusi topologi, fitur, perbandingan topologi, teknik modulasi, strategi kendali, dan area aplikasi industri. Selain itu, perspektif masa depan dan rekomendasi dibahas untuk memberikan pemahaman yang lebih baik bagi peneliti dan insinyur tentang potensi aplikasi dan keuntungan dari konverter-konverter ini.

1.Pengenalan.

     Mengingat tahap evolusi utama MLC, topologi MLC yang ada dapat dikategorikan ke dalam beberapa keluarga, seperti yang ditunjukkan pada gambar berikut. Keluarga pertama termasuk topologi berbasis CHB dan telah memiliki. Konverter-konverter ini memiliki modularitas tinggi dan jumlah saklar daya yang optimal untuk tingkat output [31]. Namun, diperlukan sumber DC terisolasi yang banyak, sehingga memerlukan penggunaan transformator isolasi yang besar atau membatasi penggunaannya pada aplikasi yang memiliki beberapa sumber DC terisolasi. Selain itu, pembagian daya yang tidak merata antara sel-sel daya yang bertingkat adalah salah satu tantangan umum dalam keluarga ini. Keluarga kedua termasuk topologi berbasis NPC seperti 3L-NPC dan 3L-T2C. Konverter-konverter ini ditandai oleh rangkaian daya yang kuat dan perlindungan yang sederhana. Namun, keseimbangan dc-link adalah persyaratan penting dalam desain kendali topologi-topologi ini. Topologi berbasis FC menggunakan kapasitor sebagai komponen klip untuk meningkatkan jumlah tingkat, membentuk keluarga MLC yang ditandai oleh fleksibilitas tinggi, redundansi tinggi, dan operasi tahan terhadap gangguan. HMLC terbentuk dari sel-sel dasar topologi konvensional, dan karenanya, menggabungkan beberapa kelebihan MLC klasik dengan kemampuan untuk menghasilkan jumlah tingkat yang tinggi. Topologi MMC merupakan keluarga MLC yang mewakili terobosan untuk aplikasi HV karena efisiensi dan modularitasnya yang tinggi.

2. Topologi Dc-Link Umum.

   Struktur ANPC tiga tingkat telah dapat menangani masalah pembagian kerugian daya melalui penggunaan dua teknik modulasi yang berbeda, yaitu pola modulasi I dan II. Dalam pola ini, dua dioda klip digantikan dengan dua saklar aktif untuk mengontrol arah aliran arus dalam keadaan nol. Pola modulasi I menyebabkan sebagian besar kerugian switching terjadi pada saklar luar setiap kaki, sementara pola II memindahkan kerugian switching ke saklar dalam. Kategori FC mencakup topologi yang menggunakan FC tanpa titik netral tertahan dan, karenanya, tidak membawa masalah keseimbangan dc-link. Dalam topologi-topologi ini, FC digunakan untuk menggantikan sumber DC sambil menghasilkan tingkat tegangan. Secara umum, berkat modularitas, keluarga ini memiliki kemampuan untuk menghasilkan tingkat yang relatif lebih tinggi dibandingkan keluarga NPC. Selain itu, fleksibilitas, operasi tahan terhadap gangguan, dan peningkatan pembagian kerugian antara saklar adalah fitur-fitur yang menonjol dari topologi-topologi ini. HMLC menggabungkan beberapa topologi dasar untuk memanfaatkan kelebihan masing-masing, sambil mengatasi beberapa keterbatasan mereka. Utamanya, topologi hibrid dapat meningkatkan kemampuan keseimbangan tegangan baik untuk dc-link maupun FC, serta distribusi kerugian daya di antara saklar, sambil mengurangi jumlah komponen aktif dan pasif yang diperlukan dibandingkan dengan topologi NPC dan FC.

3. Modulasi dan Kendali.

    Klasifikasi teknik kendali utama untuk konverter multilevel ditunjukkan pada gambar di bawah. Seperti halnya konverter dua tingkat, struktur kendali bertingkat biasanya terdiri dari tahap kendali luar dan dalam, serta blok modulator. Meskipun loop dalam dan luar serupa pada konverter dua tingkat dan multilevel, tahap modulator, yang sebagian besar diperlukan untuk teknik kontrol skalar dan field-oriented control (FOC), perlu disesuaikan seiring meningkatnya jumlah tingkat. Dalam bagian ini, pertama, tinjauan tentang modulator paling populer, serta yang canggih, akan disajikan. Juga, teknik kendali yang tidak memerlukan modulator terpisah akan diteliti lebih lanjut.

4. Aplikasi Industri.

   Secara historis, inverter CHB ditandai dengan modularitas, ketahanan terhadap gangguan, dan kemampuan untuk menghasilkan jumlah tingkat tegangan yang tinggi dengan bertingkat sel. Namun, persyaratan sumber DC terisolasi yang banyak (rectifier+transformer dari sudut pandang industri) membatasi keterapan mereka untuk berbagai rentang daya. Memang, inverter CHB sebagian besar digunakan dalam aplikasi daya tinggi (berkisar dari ratusan kilowatt hingga megawatt) di mana tidak ada komponen yang tersedia untuk rating tersebut. Di sisi lain, topologi dc-link umum ditandai dengan penggunaan sumber DC tunggal, menjadikannya alternatif yang baik dalam berbagai aplikasi seperti sistem industri tiga fasa. Memang, mereka dapat digunakan dalam berbagai konfigurasi seperti 3-Leg 3-Wire, 3-Leg 4-Wire, dan 4-Leg 4-Wire dalam drive motor, inverter PV, charger DC cepat, dll.

Sumber: IEEE Xplore

Pernyataan: Menghormati asli, artikel yang baik layak dibagikan, jika terdapat pelanggaran silakan hubungi untuk menghapus.