دانلود شبیه سازی مقاله توپولوژی اینورتر چند سطحی با اتصال سری برای درایو موتور BLDC

اینورتر چند سطحی برای درایو موتور BLDC

به طور گسترده ای، از اینورترهای الکترونیکی قدرت در درایور های مختلف صنعتی استفاده می شود. برای غلبه بر مشکلات ولتاژ محدود و رتبه بندی جریان دستگاه های نیمه هادی قدرت، به انواع اتصالات سری و/ یا موازی نیاز می باشد. اخیراً، اینورترهای چند سطحی به دلیل توانایی شان در سنتز شکل موج بواسطه طیف هارمونیک بهتر و دستیابی به ولتاژهای بالاتر، در مطالعات انجام شده مورد توجه بیشتری قرار گرفته اند. از آنها در بسیاری از کاربردهای صنعتی از قبیل منابع تغذیه ac، جبران کننده های استاتیک Var و سیستم درایور و غیره استفاده شده است. اینورترهای چند سطحی در درایور های AC با ولتاژ متوسط ​​و توان بالا، پیشرفت بسیار خوبی دارند. مشخص شده است که شمار قابل توجهی از توپولوژی ها دارای تاییدیه صنعتی می باشند؛ نقطه نول مهار شده، خازن شناور، پُل اِچ، بواسطه منبع DC جداگانه سرریز شده و چندین استراتژی کنترل و مدولاسیون از قبیل مُدولاسیون پهنای پالس (PWM)، حالت PWM سینوسی، PWM برداری، ﺣﺬف اﻧﺘﺨﺎﺑﻲ ﻫﺎرﻣﻮﻧﻴﻚ و غیره ایجاد شده است. یکی از مزایای قابل توجه پیکربندی چند سطحی، کاهش هارمونیک در شکل موج خروجی بدون افزایش فرکانس سوئیچینگ یا کاهش توان خروجی اینورتر است. این اینورترهای چندسطحی، در سطح m، می توانند این ظرفیت را از طریق اتصال سری دستگاه های نیمه هادی قدرت و بدون مدار اضافی تا (m-1) برابر بیشتر از اینورتر دو سطحی افزایش دهند تا به ولتاژ مشترک دست یابند. اینورترهای چندسطحی در مقایسه با سیستم اینورتر دو سطح با ظرفیت یکسان، دارای این مزیت هستند که می توانند مولفه های هارمونیک ولتاژهای خط به خط تغذیه شده با بار، فرکانس سوئیچینگ دستگاه ها و مشکل EMI را کاهش دهند. شکل موج ولتاژ خروجی یک اینورتر چند سطحی از تعدادی سطح ولتاژ تشکیل شده است که از سه سطح شروع می شوند و بسته به تعداد منابع dc به بی نهایت می رسند. عملکرد اصلی اینورتر چند سطحی، تولید شکل موج ولتاژ متناوب ac موردنظر از چندین سطح از منابع ولتاژdc  است. این ولتاژهایdc  ممکن است با یکدیگر برابر باشند یا نباشند. این منابع dc را می توان از باتری ها، سلول های سوختی یا سلول های خورشیدی بدست آورد. به طور معمول، هر فاز اینورتر چند سطحی آبشاری در سطوح 2n + 1 کاربردهایی که دربردارنده انتقال قدرت واقعی هستند، به «n» منبع نیاز دارد. فرض بر این است که این منابعdc  دامنه های یکسانی دارند. می توان با استفاده از اینورترهای چندسطحی نقطه نول مهار شده مرتبه بالاتر (NPC) یا با سرریز تعدادی از اینورترهای دو سطحی به پروفیل های دارای ولتاژ مشابه دست یافت. با این حال، اینورترهای NPC چند سطحی دچار عدم تعادل باس-dc، مشکلات کم بهره گیری از دستگاه و رتبه بندی نابرابر دیود کلمپ و غیره می باشند که مشکل چندان جدی برای اینورترهای سه سطحی یا پایین تر نمی باشد. در اینورتر پنج سطحی عدم تعادل ولتاژ خازن ارائه شده است که نیاز به سخت افزار اضافی را به صورت چاپرهای dc  یا اتصال پشت به پشت به اینورترهای چند سطحی نشان می دهد. توپولوژی پل اچ آبشاری در استفاده از خازن های بزرگ باس dc و ترانسفورماتورهای ورودی پیچیده در باس های جداگانه dc در هر ماژول دارای اشکالاتی می باشد. این اشکال ها در توپولوژی پیشنهادی مطرح شده است. علاوه بر این، مدار قدرت از نظر ساختار مدولار است و از این رو، تعداد ماژول هایی که باید به صورت سری متصل شوند، به قدرت درایو بستگی دارد.

این شبیه سازی در محیط سیمولینک متلب (MATLAB) انجام شده و در ادامه نیز فقط تعدادی از تصاویر خروجی این شبیه سازی قرار داده شده است: