Felgemensam elektromagnetisk störningssanering för fasta transformatorer
Detta artikel fyller denna lucka genom att presentera en omfattande översikt över vanliga dc-länk MLC:er, som täcker deras topologiska utveckling, egenskaper, jämförelse av topologier, moduleringsmetoder, styrstrategier och industriella tillämpningsområden. Dessutom diskuteras framtida perspektiv och rekommendationer för att ge forskare och ingenjörer ett bättre förståelse för de potentiala tillämpningarna och fördelarna med dessa omvandlare.
1.Introduktion.
Vid beaktande av de viktigaste evolutiva stegen för MLC:er kan de existerande MLC-topologierna kategoriseras i några familjer, som visas i följande figur. Den första familjen inkluderar CHB-baserade topologier och har varit. Dessa omvandlare har hög modularitet och ett optimalt antal effektswitchar för utmattningsnivåer [31]. Det krävs dock flera isolerade DC-källor, vilket nödvändigar användningen av stora isoleringstransformatorer eller begränsar deras anställbarhet till tillämpningar som har flera isolerade DC-källor. Dessutom är ojämnt effektdelning mellan de kaskaderade effektkellerna en av de vanliga utmaningarna i denna familj. Den andra familjen inkluderar NPC-baserade topologier som 3L-NPC och 3L-T2C-omvandlare. Dessa omvandlare kännetecknas av robusta effektcirklar och enkel skydd. Dock är dc-länkbalansering en viktig krav i styrdesignen av dessa topologier. FC-baserade topologier använder kondensatorer som klampkomponenter för att öka antalet nivåer, vilket bildar en MLC-familj kännetecknad av hög flexibilitet, höga redundanser och fel tolerans. Hybrid MLC:er bildas av grundläggande celler av traditionella topologier och kombinerar därför flera fördelar med klassiska MLC:er med kapaciteten att producera ett högt antal nivåer. MMC-topologier utgör en MLC-familj som representerar en genombrott för HV-tillämpningar på grund av sin höga effektivitet och höga modularitet.
2. Vanliga Dc-Länk Topologier.
Den tre-nivåiga aktiva NPC (ANPC) strukturen har kunnat hantera problemet med effektavvikelse genom användning av två olika moduleringsmetoder kallade moduleringsmönster I och II. I vilken de två klampdioderna ersätts med två aktiva switchar för att styra strömflödesriktningen i nollstater. Moduleringsmönster I orsakar att de flesta växlingsförlusterna inträffar i de yttre switcharna i varje ben, medan mönster II flyttar växlingsförlusterna till de inre switcharna. Fc-kategori inkluderar topologierna som använder FC:er utan en klampad neutralpunkt och därför inte ger upphov till problemet med dc-länkbalansering. I dessa topologier används FC:er för att ersätta dc-källorna samtidigt som spänningsnivåer genereras. Generellt sett har denna familj tack vare modulariteten kapaciteten att generera relativt högre nivåer jämfört med NPC-familjen. Dessutom är flexibilitet, fel tolerans och förbättrad förlustdelning mellan switchar framträdande egenskaper hos dessa topologier. Hybrid multilevel omvandlare (HMLCs) kombinerar flera grundläggande topologier för att utnyttja respektive fördelar, samtidigt som de övervinner vissa av deras begränsningar. För det mesta kan hybridtopologier förbättra spänningsbalanseringskapaciteten för både dc-länk och FC:er samt effektavvikelsen mellan switchar, samtidigt som de minskar antalet nödvändiga aktiva och passiva komponenter jämfört med NPC och FC-topologier.
3. Modulering och Styrning.
En klassificering av de viktigaste styrteknikerna för multilevel omvandlare visas i bilden nedan. Som vid tvånivåig omvandlare består den kaskaderade styrstrukturen vanligtvis av yttre och inre styrsteg samt modulatorblock. Även om de inre och yttre slingorna är liknande vid tvånivåig och multilevel omvandlare, måste modulatorstadiet, som huvudsakligen behövs för skalär och fältorienterad styrning (FOC), anpassas när antalet nivåer ökar. I detta avsnitt presenteras först en översikt över de mest populära, liksom avancerade modulatorerna. Även styrtekniker som inte kräver en separat modulator kommer att undersökas i detalj.
4. Industriella Tillämpningar.
Historiskt sett kännetecknas CHB-omvandlare av sin modularitet, felettålighet och förmåga att generera ett högt antal spänningsnivåer genom kaskadceller. Dock begränsar kravet på flera isolerade DC-källor (rectifier+transformator ur industrins perspektiv) deras tillämpbarhet för ett brett spektrum av effektklasser. Verkligen, CHB-omvandlare används mest i högeffektapplikationer (som sträcker sig från hundratals kilowatt till megawatt) där det inte finns tillgängliga komponenter för sådana klasser. På den andra sidan kännetecknas vanliga dc-länk topologier av användningen av en enda DC-källa, vilket gör dem till en bra alternativ i olika tillämpningar som 3-fasindustriella system. Verkligen, de kan användas i många konfigurationer som 3-Leg 3-Wire, 3-Leg 4-Wire, och 4-Leg 4-Wire i motordriv, PV-omvandlare, snabba DC-laddare, etc.
Källa: IEEE Xplore
Uttryck: Respektera original, bra artiklar är värda att dela, om det finns upphovsrättsskydd kontakta för borttagning.
