• Product
  • Suppliers
  • Manufacturers
  • Solutions
  • Free tools
  • Knowledges
  • Experts
  • Communities
Search


Zmniejszanie interferencji elektromagnetycznej w trybie wspólnym dla transformatorów stanu stałego

IEEE Xplore
IEEE Xplore
Pole: Standardy elektryczne
0
Canada

     Ten artykuł wypełnia lukę, przedstawiając kompleksowy przegląd popularnych wielopoziomowych przekształtników z połączeniem stałoprądowym (MLC), obejmujący ich ewolucję topologiczną, cechy, porównanie topologii, techniki modulacji, strategie sterowania oraz obszary zastosowań przemysłowych. Ponadto omówiono perspektywy na przyszłość i rekomendacje, aby zapewnić badaczom i inżynierom lepsze zrozumienie potencjalnych zastosowań i zalet tych przekształtników.

1.Wprowadzenie.

     Biorąc pod uwagę główne etapy ewolucji MLC, istniejące topologie MLC można sklasyfikować na kilka rodzin, jak pokazano na poniższym rysunku. Pierwsza rodzina obejmuje topologie oparte na CHB i charakteryzuje się wysoką modularnością oraz optymalną liczbą przełączników mocy dla poziomów wyjściowych [31]. Jednak wymagane są wiele izolowanych źródeł stałoprądowych, co oznacza konieczność używania grzewczych transformatorów izolacyjnych lub ograniczenia zastosowań do tych, które mają wiele izolowanych Źródeł DC. Dodatkowo, nierównomierna dystrybucja mocy między kaskadowymi komórkami mocy jest jednym z typowych problemów w tej rodzinie. Druga rodzina obejmuje topologie oparte na NPC, takie jak 3L-NPC i 3L-T2C. Te przekształtniki charakteryzują się solidnymi obwodami mocy i prostym ochroną. Jednak bilansowanie połączenia stałoprądowego jest kluczowym wymogiem w projektowaniu sterowania tych topologii. Topologie oparte na FC wykorzystują kondensatory jako elementy blokujące, aby zwiększyć liczbę poziomów, tworząc rodzinę MLC charakteryzującą się dużą elastycznością, wysokimi redundancjami i odpornością na awarie. Hybrydowe MLC powstają z podstawowych komórek tradycyjnych topologii, łącząc wiele zalet klasycznych MLC z możliwością generowania dużej liczby poziomów. Topologie MMC stanowią rodzinę MLC, która reprezentuje przełom w zastosowaniach HV ze względu na swoją wysoką efektywność i modułowość.

Classification of high-power voltage source inverters.png

2. Popularne topologie połączeń stałoprądowych.

   Trójpoziomowa struktura ANPC (Aktywny NPC) była w stanie rozwiązać problem dzielenia strat mocy poprzez wykorzystanie dwóch różnych technik modulacji, nazywanych wzorcami I i II, w których dwa diody blokujące są zastępowane przez dwa aktywne przełączniki, aby kontrolować kierunek przepływu prądu w stanach zerowych. Wzorzec I powoduje, że większość strat przełączania występuje w zewnętrznych przełącznikach każdej nogi, podczas gdy wzorzec II przesuwa straty przełączania do wewnętrznych przełączników. Kategoria FC obejmuje topologie, które wykorzystują FC bez punktu neutralnego zablokowanego i, odpowiednio, nie prowadzą do problemu bilansowania połączenia DC. W tych topologiach FC są wykorzystywane do zastąpienia źródeł DC podczas generowania poziomów napięcia. Ogólnie rzecz biorąc, dzięki modularności, ta rodzina ma zdolność generowania względnie wyższych poziomów w porównaniu z rodziną NPC. Ponadto, elastyczność, odporność na awarie i poprawione dzielenie strat między przełącznikami to wyraziste cechy tych topologii. Hybrydowe wielopoziomowe przekształtniki (HMLC) łączą wiele podstawowych topologii, korzystając z ich poszczególnych zalet, jednocześnie pokonując niektóre ich ograniczenia. Głównie hybrydowe topologie mogą poprawić zdolności bilansowania napięcia zarówno dla połączenia DC, jak i FC, a także dystrybucji strat mocy między przełącznikami, zmniejszając przy tym liczbę wymaganych aktywnych i pasywnych komponentów w porównaniu z topologiami NPC i FC.

One phase-leg of the conventional three-level NPC inverter.png

3. Modulacja i sterowanie.

    Klasyfikacja głównych technik sterowania wielopoziomowymi przekształtnikami jest pokazana na poniższym rysunku. Podobnie jak w przypadku dwupoziomowego przekształtnika, struktura sterowania kaskadowego zwykle składa się z zewnętrznych i wewnętrznych etapów sterowania, a także bloku modulatora. Chociaż pętle wewnętrzne i zewnętrzne są podobne w dwupoziomowych i wielopoziomowych przekształtnikach, etap modulatora, który jest głównie wymagany dla skalarnych i technik sterowania orientowanego na pole (FOC), musi być dostosowany w miarę zwiększania liczby poziomów. W tej sekcji najpierw przedstawiono przegląd najpopularniejszych, jak i zaawansowanych modulatorów. Ponadto, techniki sterowania, które nie wymagają oddzielnego modulatora, zostaną szczegółowo zbadane.

Common Control Techniques of Multilevel Converters.png

4. Zastosowania przemysłowe.

    Historycznie, inwertery CHB charakteryzują się modularnością, odpornością na awarie i zdolnością generowania dużej liczby poziomów napięcia poprzez kaskadowanie komórek. Jednak wymóg wielu izolowanych źródeł DC (prostownik+transformator z punktu widzenia przemysłu) ogranicza ich stosowanie w szerokim zakresie moc. Faktycznie, inwertery CHB są najczęściej stosowane w aplikacjach o wysokiej mocy (od setek kilowatów do megawatów), gdzie nie ma dostępnych komponentów dla takich ratingów. Z drugiej strony, popularne topologie połączeń DC charakteryzują się wykorzystaniem pojedynczego źródła DC, co czyni je dobrą alternatywą w różnych zastosowaniach, takich jak trójfazowe systemy przemysłowe. Rzeczywiście, mogą być one wykorzystywane w wielu konfiguracjach, takich jak 3-nogie 3-przewodowe, 3-nogie 4-przewodowe i 4-nogie 4-przewodowe w napędach silników, inwerterach PV, szybkich ładowarkach DC itp.

Common DC-Link MLCs in Industry.png


Źródło: IEEE Xplore

Oświadczenie: Szacunek dla oryginału, dobre artykuły warto dzielić, jeśli jest infringement proszę o kontakt do usunięcia
.

Daj napiwek i zachęć autora
Polecane
Przekształtnik elektroniczny z adaptacyjną techniką PLL do przeprowadzania przez zakłócenia napięcia
Przekształtnik elektroniczny z adaptacyjną techniką PLL do przeprowadzania przez zakłócenia napięcia
W niniejszym artykule zaproponowano nowy PET dla sieci dystrybucyjnej nazywany elastyczną jednostką dystrybucji mocy, a także ujawniono mechanizm wymiany energii między siecią a obciążeniem. Rozwinięto i zademonstrowano prototyp o izolacji średniej częstotliwości 30 kW 600 VAC/220 VAC/110 VDC. Artykuł przedstawia również kluczowe strategie sterowania PET w zastosowaniach do sieci dystrybucyjnych, szczególnie w warunkach zakłóceń napięcia sieciowego. Ponadto omówiono i zweryfikowano problemy s
IEEE Xplore
03/07/2024
Indywidualna kontrola bilansu napięcia DC dla kaskadowego przekształtnika mocy z topologią H-mostowego przekształtnika elektronicznego z rozdzielonym łącznikiem DC
Indywidualna kontrola bilansu napięcia DC dla kaskadowego przekształtnika mocy z topologią H-mostowego przekształtnika elektronicznego z rozdzielonym łącznikiem DC
W niniejszym artykule zaproponowano ogólną strategię bilansowania indywidualnych napięć zmiennoprzecinkowych (w tym wysokonapięcia i niskonapięcia) dla elektronicznego przekształtnika mocy o rozdzielonej topologii połączenia DC. Strategia ta dostosowuje mocy czynne przepływające przez etapy izolacji i wyjściowe w różnych modułach mocy, aby zwiększyć zdolność do bilansowania napięć DC. Dzięki tej strategii, połączenia DC wysokonapięcia i niskonapięcia mogą być dobrze zbilansowane, gdy wystąpią
IEEE Xplore
03/07/2024
Dwustopniowy przetwornik DC-DC z izolacją dla zastosowań ładowania baterii
Dwustopniowy przetwornik DC-DC z izolacją dla zastosowań ładowania baterii
Ten artykuł proponuje i analizuje dwustopniowy izolowany przekształtnik DC-DC do zastosowań ładowania pojazdów elektrycznych, gdzie wymagana jest wysoka wydajność w szerokim zakresie napięć baterii. Proponowany obwód przekształcający składa się z pierwszego etapu izolacji o dwóch wyjściach z strukturą rezonansową CLLC i drugiego etapu regulacji napięcia typu buck z dwoma wejściami. Transformator pierwszego etapu jest zaprojektowany tak, aby jego dwa napięcia wyjściowe odpowiadały, idealnie, mi
IEEE Xplore
03/07/2024
Metodologia analizy i projektowania obwodu prostownika do zasilania poprzez zbieranie energii RF dla aplikacji o nadzwyczaj niskim poborze mocy
Metodologia analizy i projektowania obwodu prostownika do zasilania poprzez zbieranie energii RF dla aplikacji o nadzwyczaj niskim poborze mocy
Ten artykuł przegląda i analizuje projekt popularnych systemów zasilania poprzez zbieranie energii z fal radiowych oraz proponuje metodę do jakościowej i ilościowej analizy ich architektur obwodowych za pomocą nowej metody aproksymacji fali prostokątnej. Ten podejście ułatwia uproszczenie analizy projektowej. Dzięki tej analizie możemy określić charakterystyki napięcia wyjściowego bez obciążenia, górny limit sprawności prostownika oraz maksymalne charakterystyki mocy prostownika. Ten artykuł pom
IEEE Xplore
03/06/2024
Powiązane produkty
Zapytanie
Pobierz
Pobierz aplikację IEE Business
Użyj aplikacji IEE-Business do wyszukiwania sprzętu uzyskiwania rozwiązań łączenia się z ekspertami i uczestnictwa w współpracy branżowej w dowolnym miejscu i czasie w pełni wspierając rozwój Twoich projektów energetycznych i działalności biznesowej