دانلود شبیه سازی مقاله اینورتر سه سطحی با اتصال سری برای درایو موتور قفس سنجابی

اینورتر سه سطحی با اتصال سری

در درایو عادی موتور القایی قفس سنجابی (SQIM)، موتور در حالت عادی با ولتاژهای مدوله شده با عرض پالس تغذیه می شود و این حالت منجر به جریان های یاتاقانی شدید (ناشی از dv/dt) و گرم شدن محور روتور می شود. در برخی کاربردها، ولتاژ آسیب مستقیمی را ایجاد می کند. برای مثال جرقه در محیط های حادثه زا که بشدت نامطلوب است. این موضوع برای درایوهای ولتاژ متوسط با سرعت متغیر یک دغدغه بزرگ است. سطوح ولتاژ آن ها در سطح بسیار بالایی قرار دارد. می توان مساله فوق را با اعمال ولتاژ متغیر با dv/dt کم حل کرد. با افزایش تعداد گام های ولتاژ موتور ، همچون فناوری های چندسلولی، از شدت این مساله کاسته می شود. توپولوژی پیشنهادی از اینورترهای سه سطحی با اتصال سری ، تعداد گام ها در ولتاژ اعمالی را افزایش می دهد و لذا مقدار dv/dt اعمالی به ترمینال های ماشین افت پیدا می کند . ضمناً با استفاده از اینورترهای چندسطحی مرتبه بالاتر با نقطه نول کلمپ شده (NPC) ، می توان پروفایل های ولتاژ مشابهی را بدست آورد، یا اینکه تعدادی اینورتر دوسطحی را به صورت آبشاری به هم اتصال می دهیم. اینورتر NPC چندسطحی از عدم تعادل باس DC، مشکلات استفاده کمتر از حد دستگاه، و مقادیر نامی نابرابر دیودهای کلمپ شده و غیره رنج می برد. آن ها برای اینورترهای سه سطحی یا کمتر مشکلات رایجی نیستند.

اتصال سری اینورترهای سه سطحی برای کنترل بردار بدون سنسور درایو SQIM ولتاژ متوسط ، با افزایش ظرفیت ولتاژ پیشنهاد شده است. این توپولوژی تضمین می کند که عملیات در توان بالاتر صورت بگیرد و خروجی ولتاژ متوسط دارای چندین سطح ولتاژی باشد. کاهش مقادیر نامی خازن باس DC و مشکلات کمتر عدم تعادل در باس DC، برخی مزایای توپولوژی پیشنهادی در مقایسه با توپولوژی های موجود هستند. عیب توپولوژی پیشنهادی این است که به ترانسفورماتورهای خروجی اضافی نیاز دارد و هزینه ها و تلفات بیشتری را منجر می شود. البته این ترانسفورماتورها فاقد سیم پیچ های پیچیده با مصرف کم ، همچون حالت مورد نیاز در توپولوژی های پُل آبشاری H هستند. مدل اولیه مقیاس کاهشی آزمایشگاهی 10 Kva از این اینورتر برای درایو SQIM کنترل شده با بردار توسعه داده شده است. توپولوژی برای کاربردهای درایو SQIM در محدوده فرکانس نزدیک به 8 تا 50 هرتز ، بدلیل مشکلات عملیات فرکانس پایین ، و نیز مشکلات عملیات فرکانس پایین ترانسفورماتور استاندارد تست شده است.استراتژی های PWM مختلفی برای این کنترل اینورتر بکار رفته اند. با استفاده از استراتژی کنترل فیدفوروارد برای موتور ، پاسخ مرتبه 1 برای جریان های موتور ، با ثابت زمانی 4 میلی ثانیه بدست آمده است. ولتاژ ترمینال موتور نشان دهنده تعداد گام هایی در شرایط عملیاتی مختلف است. بدین ترتیب انتظار رفته عمر موتور بدلیل DV/DT اعمالی کم خیلی زیاد باشد. مدولار بودن درایو پیشنهادی ،انعطاف پذیری را در کاربردهای مختلف توان بالا فراهم می کند. در صورتی که یک ماژول توپولوژی دچار خطا بشود، اینورتر می تواند در سطح توان کاهشی، مشابه توپولوژی آبشار H تک فاز به کارش ادامه بدهد.

این شبیه سازی در محیط نرم افزار متلب (MATLAB) انجام شده و در ادامه نیز تعدادی از خروجی های آن قرار داده شده است: