دانلود ترجمه مقاله اینورتر چند سطحی خازن سوئیچ شده با اجزاء کاهش یافته

1. مقدمه 2. طرح SCMLI پیشنهادی 3. تحلیل تلفات توان 4. افزونه توپولوژی و مقایسه 5. شبیه سازی و تحلیل تجربی 6. نتیجه گیری

چکیده – مطالعه حاضر به توصیف یک اینورتر چند سطحی خازن سوئیچ شونده 13 سطحی جدید می پردازد که برای افزایش ولتاژ شش برابری از دستگاه‌های کمتری استفاده می‌کند. ساختار توپولوژی پیشنهادی متشکل از دوازده ترانزیستور، دو دیود و سه خازن است. نکته مهمی که بایستی اشاره شود این است که برای ساده سازی استراتژی کنترل، ویژگی هایی نظیر داشتن پنج جفت کلید مکمل و ولتاژهای ظرفیت الکتریکی خود متعادل ساز موثر است. همچنین اجزای فوق، واحد خازن سوئیچ شونده و واحد نوع L را تشکیل می دهند. لازم به ذکر است که، اینورتر با استفاده از چندین واحد نوع L با عناصر کمتر می‌تواند به سطوح ولتاژ بیشتر و بهره ولتاژ بالاتر دست یابد. از سوی دیگر برای ارزیابی جامع و کامل عملکرد اینورتر پیشنهادی، تابع هزینه استفاده می‌شود. مقایسه صورت گرفته با سایر اینورترهای 13 سطحی موجود حاکی از آن است که اینورتر چند سطحی پیشنهادی به نحو موثری از قابلیت کاهش ارزش تابع هزینه برخوردار می باشد. در نهایت، برای شرح امکان‌سنجی و اثربخشی اینورتر 13 سطحی، شبیه‌سازی و نتایج تجربی ارائه می گردد. مقدمه: امروزه اینورترهای چند سطحی (MLI) به عنوان یکی از ابزار مهم برای کاربردهای توان بالای ولتاژ متوسط نظیر سیستم انرژی تجدیدپذیر، خودروهای برقی (EV) و سیستم‌های انتقال AC انعطاف‌پذیر ظهور یافته اند .[1-3] همچنین در مقایسه با اینورتر دو سطحی، MLI از ویژگی های بسیار عالی نظیر عملکرد بهتر از نظر اعوجاج هارمونیک کل (THD)، کاهش تنش های dv/dt، فرکانس سوئیچینگ کمتر و غیره برخوردار می باشد [4]. ML های معمولی به اینورترهای نقطه خنثی کلمپ شده (NPC)، خازن شناور (FC)، و اینورتر های پل H آبشاری (CHB) تقسیم می شوند [5]. با این وجود، اینورترهای NPC و FC از اجزای متعدد با افزایش سطوح ولتاژ استفاده می‌کنند و کنترل تعادل ولتاژ خازن پیچیده است [6]. همچنین، اینورترهای CHB دارای کاستی هایی نظیر تقاضای شدید برای منابع DC مجزا و عدم ظرفیت لازم برای تقویت هستند [7]. لازم به ذکر است که MLI بر اساس تکنیک خازن سوئیچ شونده (SC) از قابلیت متعادل سازی ولتاژ خازن و همچنین افزایش ولتاژ ورودی برخوردار می باشد. امروزه، اینورترهای چند سطحی خازن سوئیچ شونده (SCMLI) با برخورداری از این قابلیت های خاص به طور فزاینده ای مورد مطالعه قرار گرفته اند و توپولوژی های مختلفی را به وجود آورده اند. به طور مثال، اینورترهای [10-14] برای تولید یک خروجی چند سطحی از چندین منبع DC همراه با خازن های سوئیچ شونده استفاده می کنند. SCMLهای پیشنهادی در [10،11] می تواند با خازن های خود شارژ به یک افزایش ولتاژ دو برابر دست یابد. برای دستیابی به تعداد بیشتری از سطوح ولتاژ، اینورتر خازن سوئیچ 17 سطحی در [12] با استفاده از دو سلول SC ایجاد شده است. در [13،14]، اینورترها با تعدادی از واحدهای SC به ضریب تقویت بالاتری دست یافتند. با این حال، توپولوژی های فوق دارای یک نقص مشترک یعنی استفاده از چندین منبع DCهستند که به افزایش هزینه برنامه منجر می شود.

This paper presents a novel 13-level switched capacitor multilevel inverter, which uses less devices to achieve six-fold voltage gain. The proposed topology structure consists of twelve transistors, two diodes, and three capacitors. It is worth mentioning that characteristics as having five complementary switch pairs and self-balanced electric capacity voltages are conducive to simplifying the control strategy. Moreover, the above components constitute the switched capacitor unit and L-type unit. The inverter can acquire more voltage levels and a higher voltage gain by using multiple L-type units with fewer elements. Furthermore, the cost function is employed to comprehensively appraise the performance of the proposed inverter. The comparison with other existing 13-level inverters shows that the proposed multilevel inverter can effectively decrease the value of the cost function. Finally, the simulation and experimental results are presented to demonstrate the feasibility and effectiveness of the 13-level inverter. Introduction: Multilevel inverters (MLIs) have emerged as an important tool for medium-voltage high-power applications like renewable energy system, electric vehicles (EVs), and flexible AC transmission systems [1,2,3]. MLIs possess many excellent features in contrast with the two-level inverter, such as a better performance in terms of total harmonic distortion (THD), reduced dv/dt stresses, a lower switching frequency, etc. [4]. Generally, conventional MLIs are divided into neutral-point clamped (NPC), flying capacitor (FC), and cascaded H-bridge (CHB) inverters [5]. However, NPC and FC inverters use numerous components with increasing voltage levels, and it is complicated to keep control of the balance of the capacitor voltage [6]. In addition, CHB inverters have drawbacks like a strong demand for isolated DC sources and a lack of boost capacity [7]. It is noteworthy that the MLIs based on the switched capacitor (SC) technique are capable of self-balancing the capacitor voltage as well as raising the input voltage [8,9]. With these unique advantages, switched capacitor multilevel inverters (SCMLIs) have been widely studied and have produced various topologies. For instance, the inverters in [10,11,12,13,14] use several DC sources combined with switched capacitors to produce a multilevel output. The SCMLIs proposed in [10,11] can achieve a double voltage gain with self-charging capacitors. To obtain a greater number of voltage levels, the 17-level switched capacitor inverter in [12] was developed using two SC cells. In [13,14], the inverters achieved a higher boosting factor with a number of SC units. Nevertheless, the above topologies have a common defect, namely that of employing multiple DC sources, which results in the growth of application cost.

ترجمه این مقاله در 22 صفحه آماده شده و در ادامه نیز صفحه 19 آن به عنوان نمونه قرار داده شده است که با خرید این محصول می توانید، فایل WORD و PDF آن را دریافت نمایید.