استشعار خطأ العاكسات الكهربائية بواسطة المكثفات

اقرأ في هذا المقال


يمكن للتصميم المتوافق مع الخطأ أن يخفف من مشكلة الموثوقية هذه، وفي حالة فشل جزء من النظام؛ فإنه يمكن لـ (MLI) مواصلة عملها المخطط له بمستوى منخفض.

الضرورة من استشعار خطأ العاكسات الكهربائية بواسطة المكثفات

لاكتشاف الخطأ، يتم إجراء استشعار الجهد الكهربائي المقرر عند إخراج الوحدات وقبل دائرة الجسر (H) عند النقطتين (a ،b) كما هو موضح في الشكل التالي (1-a)، أيضاً يظهر الرسم البياني لوظيفة اكتشاف الأخطاء والموقع في الشكل (1-b)، بحيث تتم مقارنة جهد العينة على نقطة التوصيل بالجهد المرجعي في المعالج، كما ويتم تصنيف قيمة الفرق على أنها (ΔV).

وبالنظر إلى تقلبات الجهد للمكثفات بسبب الشحن والتفريغ وانخفاض الجهد الناجم عن الثنائيات ووحدات (MOSFET) للمسار؛ فإن النطاق (ΔV) المسموح به هو (5V)، وهو فرق الجهد بين جهد العينة والجهد المرجعي في نطاق (5) فولت يعني أن الوحدات تعمل بشكل صحيح وبالتالي لا تحدث أخطاء، في حالة حدوث خطأ داخل إحدى وحدات (MOSFET)؛ ستكون قيمة (ΔV) خارج النطاق المسموح به، مما يشير إلى حدوث أخطاء في الوحدات النمطية.

كذلك تتم محاكاة أداء العاكس في الوضع العادي ووضع الخطأ في برنامج (MATLAB)، وفي أثناء الاختبار التجريبي وعند اكتشاف الخطأ؛ فإنه يتم إغلاق العاكس لتجنب تلف الأجزاء الأخرى، ولكن في حالة المحاكاة، بحيث لا يتم إيقاف تشغيل العاكس، وبالتالي يستمر العاكس في العمل بعد حدوث العطل لمراقبة (Vab) و (V) و جهد الحمل الكهربائي.

أما قبل حدوث الخطأ؛ تكون قيمة (ΔV) في نطاق (5) فولت، مما يشير إلى أن العاكس يعمل بشكل صحيح، أما عندما يحدث خطأ في أحد المفاتيح؛ تتجاوز قيمة (5) فولت، مما يشير إلى وجود خطأ حقيقي في الدائرة الكهربائية، وبسبب عطل الدائرة القصيرة في المفاتيح (S11 ،S12)؛ ينخفض جهد الحمل من (13) إلى (9) مستويات، وذلك كما هو موضح في الشكل التالي (2) والشكل (3).

المصدر: S. S. Lee, "Single-stage switched-capacitor module (S3CM) topology for cascaded multilevel inverter", IEEE Trans. Power Electron., vol. 33, no. 10, pp. 8204-8207, Oct. 2018.J. S. M. Ali and V. Krishnasamy, "Compact switched capacitor multilevel inverter (CSCMLI) with self-voltage balancing and boosting ability", IEEE Trans. Power Electron., vol. 34, no. 5, pp. 4009-4013, May 2019.R. Barzegarkhoo, M. Moradzadeh, E. Zamiri, H. M. Kojabadi and F. Blaabjerg, "A new boost switched-capacitor multilevel converter with reduced circuit devices", IEEE Trans. Power Electron., vol. 33, no. 8, pp. 6738-6754, Aug. 2018.M. Khenar, A. Taghvaie, J. Adabi and M. Rezanejad, "Multi-level inverter with combined T-type and cross-connected modules", IET Power Electron., vol. 11, no. 8, pp. 1407-1415, Jul. 2018.


شارك المقالة: