الهندسةالهندسة الكهربائية

طرق تحسين إجهاد المكثف في المحولات المعيارية

تمت تحريره بواسطة: - اخر تحديث : ١٤:٣١:١٥ ، ١٨ فبراير ٢٠٢٣ - مشاهدات : ٣٦

اقرأ في هذا المقال

تتكون المحولات المعيارية متعددة المستويات من العديد من خلايا المحول نصف الجسر أو كامل الجسر، وبالتالي ينتج الضغط على المكثفات.

تأهيل طرق تحسين إجهاد المكثف في المحولات المعيارية

المحول ذو الكفاءة العالية مع تطبيقات الطاقة المتوسطة والعالية هو المحول المعياري متعدد المستويات (MMC)، بحيث يوضح الشكل التالي (1) مخطط دارة لـ (MMC) ثلاثي الأطوار، كما تحتوي كل ساق [MMC (a ،b ،c)] على ذراعين (u) أعلى وأسفل (l)، كما يتكون كل منهما من وحدات فرعية متصلة تسلسلياً (SMs) خلايا مكثف كاملة الجسر أو بدلاً من ذلك خلايا نصف جسر.

petra1-3043254-large

كما أن أحد الاعتبارات المهمة في تصميم (MMCs) هو الحد من الضغط على المكونات، بحيث تتطلب التصنيفات الحالية لأشباه الموصلات والمكثفات قيوداً على أقصى تيار للذراع، كما ترتبط خسائر الطاقة والضغوط الحرارية على أشباه الموصلات بتيارات جذر متوسط التربيع، بحيث يعتمد الضغط على المكثفات على ذروة جهد المكثف، كما يعتمد اختيار مواصفات جهد أشباه الموصلات على أقصى جهد مكثف، أيضاً الضغوط الأخرى على المكثفات ناتجة عن تموج الجهد والتيار التموج.

ولتقليل الضغط على المكثفات؛ اقترحت التجارب العملية طرقاً جديدة لتحديد الفولتية الصفرية المتتالية أو التيارات المتداولة لتقليل تموج الجهد من الذروة إلى الذروة أو ذروة جهد المكثف نفسه، وفيما يلي ملخصات موجزة لبعض هذه التجارب:

توجد طرق بحث شاملة تعمل على تقليل تموج جهد المكثف من الذروة إلى الذروة باستخدام التيارات المتداولة، بحيث تتمثل عيوب تقنيات البحث الشاملة المتعلقة بالمحللين المستندة إلى التحسين في عدم كفاءة الوقت واعتماد الحل على قياس معلمات التحسين، كما تم البحث بشكل شامل عن الحجم وزاوية الطور للتيار التوافقي المتداول من الرتبة الثانية والرابعة لإيجاد الحلول المثلى لثلاث مشاكل:

  • التقليل من تموج الجهد المكثف.
  • التقليل إلى أدنى حد من المجموع المرجح لتموج جهد المكثف وتيار جذر متوسط التربيع.
  • التقليل من تموج الجهد المكثف يخضع لقيد على جذر متوسط التربيع الحالية.

المصدر: M. A. Perez, S. Bernet, J. Rodriguez, S. Kouro and R. Lizana, "Circuit topologies modeling control schemes and applications of modular multilevel converters", IEEE Trans. Power Electron., vol. 30, no. 1, pp. 4-17, Jan. 2015.H. Barnklau, A. Gensior and S. Bernet, "Submodule capacitor dimensioning for modular multilevel converters", IEEE Trans. Ind. Appl., vol. 50, no. 3, pp. 1915-1923, May 2014.A. Antonopoulos, L. Angquist and H.-P. Nee, "On dynamics and voltage control of the modular multilevel converter", Proc. 13th Eur. Conf. Power Electron. Appl., pp. 1-10, 2009.S. Sau and B. G. Fernandes, "Modular multilevel converter based variable speed drive with reduced capacitor ripple voltage", IEEE Trans. Ind. Electron., vol. 66, no. 5, pp. 3412-3421, May 2019.

شارك المقالة:

وسوم: إجهاد المكثف الكهربائيالتيارات الموجيةالمحولات المعيارية

مقالات مختارة

هل تعلم

أكثر المقالات مشاهدةً