اینورتر چند سطحی آبشاری بر اساس سوئیچینگ خازن برای سیستم توزیع بر

A Cascaded Multilevel Inverter Based on Switched-Capacitor for High-Frequency AC Power Distribution System

اینورتر چند سطحی آبشاری  بر اساس سوئیچینگ خازن برای  سیستم توزیع برق AC فرکانس بالا

نام مقاله به فارسی:

A Cascaded Multilevel Inverter Based on Switched-Capacitor for High-Frequency AC Power Distribution System

نام مقاله به انگلیسی:

اینورتر چند سطحی آبشاری بر اساس سوئیچینگ خازن برای سیستم توزیع برق AC فرکانس بالا

اینورتر چند سطحی آبشاری  بر اساس سوئیچینگ خازن برای  سیستم توزیع برق AC فرکانس بالا

چکیده:

افزایش فرکانس انتقال نسبت به توزیع فرکانس متوسط یا ضعیف در میان انواع مختلف برنامه های کاربردی، شایستگی بهتری را نشان می دهد. اینورتر های فرکانس بالا به عنوان بخش منبع در سیستم توزیع AC فرکانس بالا HFAC لحاظ می شود. اگرچه، بدست آوردن اینورتر فرکانس بالا  که دارای هردوی توپولوژی مدار ساده و استراتژی مدولاسیون مستقیم، پیچیده است.یک اینورتر چند سطحی آبشاری بر اساس خازن-روشن در این مقاله پیشنهاد شد که از سر-جلویی خازن روشن و سر-انتهایی پل-H ساخته شده است. ازطریق تبدیل اتصالات سری و موازی، سر-جلویی خازن روشن تعداد سطوح ولتاژ را افزایش می دهد. هارمونیک های خروجی و شمارنده ی اجزاء را می توان بطور قابل توجهی بوسیله ی افزایش تعداد سطوح ولتاژ کاهش داد. یک مدولاسیون با شکل موج مثلثی متقارن با اجرای آنالوگ ساده و فرکانس مدولاسیون پایین که با مدولاسیون قدیمی چند-حامل مورد مقایسه قرار می گیرد، پیشنهاد شد. توپولوژی مدار، مدولاسیون متقارن، چرخه عملیات، تجزیه و تحلیل فوریر،تعیین پارامتر و ارتقای توپولوژی مورد بررسی قرار گرفتند. یک نمونه آزمایشی با فرکانس اسمی خروجی ۲۵ kHz جهت مقایسه ی نتایج شبیه سازی اجرا شد. نتایج آزمایش بخوبی منطبق با شبیه سازی بود که امکان پذیر بودن اینورتر چندسطحی پیشنهادی را تایید می نماید.

مقدمه:

سیستم توزیع نیروی (PDS) ac فرکانس بالا (HFAC) بدلیل اجزای کمتر و هزینه ی پایین تر، بطور بالقوه جایگزین توزیع قدیمی dc می شود. برنامه های کاربردی موجود را می توان در کامپیوتر، تلکام، وسایل الکتریکی و میکروشبکه های انرژی تجدیدپذیر پیدا کرد.هرچند، HFAC  PDS باید به مقابله با چالش هایی از ظرفیت نیروهای زیاد ، تداخل الکترومغناطیسی بالا (EMI) و اتلافات شدید نیرو بپردازد. یک HFAC  PDS قدیمی از اینورتر فرکانس بالا HF) (، یک مسیر انتقال HF و تعدادی ماژول های تنظیم ولتاژ (VRM) ساخته می شود. اینورتر HF تبدیل نیرو را برای نیاز نقطه ی بار (POL) انجام می دهد. به منظور افزایش ظرفیت نیرو ، بهترین روش، اتصال خروجی اینورتر به صورت سری یا موازی است. اگرچه، این امر برای اینورتر HF غیر عملی است چون همگام سازی همزمان هردو مورد از مقدار و فاز با دینامیک HF دشوار و پیچیده است. اینورتر چندسطحی یک راه حل موثر برای افزایش ظرفیت نیرو بدون درنظر گرفتن همزمانی است، بنابراین ، ظرفیت بالاتر نیرو بوسیله ی اینورتر چندسطحی با فشار پایین تر سوئیچ به راحتی بدست می آید. شکل موج سینوسی ناخالص با انحراف هارمونیک کل پایین تر (THD) به شدت بدلیل مسیر طولانی انتقال در HFAC  PDS می باشد. تعداد بیشتری از سطوح ولتاژ می توانند به طور موثر محتوای هارمونیک کل مربوط به خروجی پلکانی را کاهش دهند، ازاینرو، بطور چشمگیری طراحی فیلتر ساده می شود.