إجهاد وتموجات الجهد الكهربائي للمكثفات الطائرة MMC

اقرأ في هذا المقال


تتميز المحولات المعيارية متعددة المستويات (MMCs) بقابلية التوسع والنمطية والجهد المنخفض للتشويه الناتج والقدرة على تحمل الأخطاء.

تداعيات إجهاد وتموج الجهد الكهربائي للمكثفات الطائرة MMC

المكثفات الطائرة تم استخدامها في تطبيقات الجهد المتوسط والعالي، مثل أنظمة نقل الجهد العالي للتيار المباشر (HVDC) والمحركات الكهربائية والمعوضات المتزامنة الثابتة (ستاتكوم)، ومع ذلك؛ فإن أحد التحديات الرئيسية لـ (MMCs) لأنظمة محرك الجهد المتوسط هو أن تموج جهد مكثف الوحدة الفرعية (SM) يتناسب مع مستوى تيار الخرج ويتناسب عكسياً مع التردد الكهربائي الأساسي.

وبالتالي يصبح تموج الجهد الكهربائي أكبر في التشغيل منخفض السرعة للمحركات، خاصة في عملية بدء التشغيل، كما أنه تم إجراء العديد من الدراسات التجريبية للتغلب على هذه المشكلة في حالة توقف تام أو عند تشغيل منخفض السرعة.

كذلك تم تقديم العديد من استراتيجيات التحكم لتقليل مستوى تموجات جهد المكثف في التشغيل منخفض السرعة، بحيث تم حقن جهد الوضع المشترك عالي التردد (CMV) والتيار المتداول في الأرجل ثلاثية الطور الخاصة بـ (MMCs)، والتي يمكن أن تخفف من تموجات جهد مكثف (SM)، ومع ذلك؛ فإن (CMV) موجود على جانب المحرك، مما يؤدي إلى فشل سابق لأوانه لعزل اللف ومحمل المحرك الأساسي.

مساهمة مخططات التحكم في ضبط جهد المكثفات الطائرة

تم تقديم مخططات تحكم فعالة لتقليل متوسط جهد مكثف (SM) لـ (MMC) التقليدي، حيث يُسمح بتموج جهد مكثف (SM) أعلى دون تجاوز الحد الأقصى لجهد المكثف، ووفقاً لمناطق سرعة التشغيل؛ فإنه يتم تحديد ما إذا كان يتم حقن (CMV) عالي التردد والتيار المتداول أم لا، وفي المنطقة عالية السرعة لا يتم حقن أي مكونات متذبذبة في التيار المتداول.

أما في مناطق السرعة المتوسطة والسرعة المنخفضة (الجمود)؛ فإنه يتم حقن المكونات عالية التردد، ونتيجة لذلك يتم فرض (CMV) على لف المحرك، وبالإضافة إلى ذلك يمكن استخدام كل الجهد المتاح لحقن (CMV) في ذراع لتقليل اتساع تيار الدوران، مما يؤدي إلى تقليل حجم المكثف الكهربائي الطائر.

المصدر: S. Allebrod, R. Hamerski and R. Marquardt, "New transformerless scalable modular multilevel converters for HVDC-transmission", Proc. IEEE Power Electron. Spec. Conf., pp. 174-179, Jun. 2008.J. I. Y. Ota, Y. Shibano, N. Niimura and H. Akagi, "A phase-shifted-PWM D-STATCOM using a modular multilevel cascade converter (SSBC)—Part I: Modeling analysis and design of current control", IEEE Trans. Ind. Appl., vol. 51, no. 1, pp. 279-288, Jan. 2015.J. Peralta, H. Saad, S. Dennetiere, J. Mahseredjian and S. Nguefeu, "Detailed and averaged models for a 401-level MMC–HVDC system", IEEE Trans. Power Del., vol. 27, no. 3, pp. 1501-1508, Jul. 2012.C. Wang, L. Xiao, L. Zhang, F. Wu and Q. Liu, "Analysis of distortions in switch drives and currents related to balance strategy with sort method in MMC systems", J. Power Electron., vol. 20, no. 2, pp. 399-409, Mar. 2020.


شارك المقالة: