بررسي متعادل سازي ولتاژ خازن در مبدل هاي ماژولار چندسطحي در خطوط ولتاژ بالاي جريان مستقيم

كارشناسي ارشد

مبدل¬هاي چندسطحي ماژولار به دلايل ويژگي¬هاي برجسته¬اي كه نسبت به مبدل¬هاي سنتي دارند، بسيار مورد علاقه محققان و صنعت¬گران قرار گرفته¬اند. نياز نداشتن به كليدهاي با تحمل ولتاژ بالا، محتواي هارمونيكي كم، ساختاري ساده، ماژولار بودن و توانايي ارتقاي سطح ولتاژ از مزاياي مبدل¬هاي چندسطحي ماژولار مي¬باشند. يكي از مشكلات مبدل¬هاي چندسطحي ماژولار، متعادل سازي ولتاژ خازن¬ها براي كاهش تلفات و جريان گردشي مي¬باشد. در اين پايان نامه سعي شده است تا دو روش كم هزينه و آسان براي متعادل سازي ولتاژ خازن¬ها در مبدل چند سطحي ماژولار ارائه گردد. در روش اول با استفاده از جهت جريان، بدون مرتب سازي ولتاژ خازن¬ها، خازن¬ها متعادل¬سازي مي¬گردند. متعادل¬سازي در اين روش، با انجام محاسبات كم و با فركانس كليدزني پايين مي¬تواند اجرا گردد. ابتدا بازه¬اي بزرگ به بازه¬هاي كوچك¬تر تقسيم مي¬گردد. بازه¬ها به ترتيب بررسي مي¬شوند و به تعداد خازن مورد نياز سيستم مدولاسيون خازن وارد مدار مي¬گردد. اگر جريان بازو مثبت باشد، بررسي بازه¬ها از بازه¬هاي پاييني به سمت بازه¬هاي بالايي شروع شده و اگر جريان بازو منفي باشد، بررسي بازه¬ها از بازه¬هاي بالايي آغاز شده و به سمت بازه¬هاي پاييني انجام مي-گردددر روش دوم، متعادل سازي ولتاژ خازن¬ها با محاسبات كم و بدون نياز به حسگر به خوبي انجام مي-گيرد. در اين روش نياز به هيچ حسگر جريان و ولتاژ نبوده و نياز به مرتب سازي ولتاژ نمي¬باشد و داراي محاسبات كم مي¬باشد. همچنين تلفات كليدزني در اين روش پايين است. ابتدا تمامي خازن¬ها بايد تمامي مكان¬هايي را كه بقيه¬ي خازن¬ها در آن مكان قرار مي¬گيرند، تجربه كنند. وقتي كه يك خازن در محدوده¬ي ويژه¬اي وارد مدار شد، باقي خازن¬ها نيز با ترتيبي خاص، در همان محدوده وارد مدار مي¬شوند. با عمل، افزايش و كاهش در ولتاژ تمامي خازن¬ها يكسان خواهد بود. اين يكسان بودن تغييرات ولتاژ، ريشه در اين موضوع دارد كه محل قرار گيري خازن¬ها در مدار يكسان بوده است. هر دو روش ذكر شده توانايي پياده سازي با هر روش مدولاسيوني را دارند. هر دو روش متعادل سازي، قابل پياده سازي با هر نوع سيستم مدولاسيون مي-باشند. در ادامه، روشي براي كاهش تعداد حسگر ولتاژ در مبدل چندسطحي ماژولار ارائه مي¬گردد. در نهايت نيز روشي ساده و آسان براي متعادل¬سازي ولتاژ خازن¬ها ارائه مي¬گردد. در اين روش ولتاژ خازن¬ها فقط با مقدار نامي خود مقايسه مي¬گردند. با كمك جريان بازو، خازن¬هاي مناسب وارد مدار مي¬گردند. نتايج شبيه-سازي حاكي از كاهش 70 درصدي تلفات كليدزني و كاهش 90 درصدي حجم محاسبات انجام شده در مقايسه با روش سنتي مي¬باشد. نتايج هر دو روش در با شبيه¬سازي در محيط سيمولينك نرم افزار MATLAB نمايش داده مي¬شوند.

195486

دانشگاه علم و صنعت ايران

قدرت

دكتر داود عرب خابوري