مقاله درمورد دانلود مفهوم کلی و مشاهده

دانلود پایان نامه

جستجو در سایت ما :

با کمی توجه خواهیم فهمید که روند کلی جدول نیز همانند شکل موج طراحی شده و برای بدست آوردن وضعیت در خروجی تنها و تنها یک حالت کلی برای کلیدها وجود دارد و این یکی از نکات قابل توجه و اساسی در این نوع پیکربندی است. این نوع پیکربندی نیز با توجه به کاربردهای آن می‌تواند در حالتهای تک فاز و سه فاز مطرح شود. و همانند دیگر ساختارها نیز افزایش تعداد سطوح خروجی با کیفیت ولتاژ خروجی رابطه مستقیم دارد. در زیر یک اینورتر چندسطحی سه فاز با پیکربندی dcmli نشان داده شده است.
شکل 2-6 : اینورترdcmliشش سطحی سه فاز
در این میان لازم به ذکر است که این نوع پیکربندی زیرمجموعه‌هایی را نیز در خود جای داده است که در حقیقت همگی از آنچه که در بالا بحث شد منتج شده است و در واقع بهینه شده این نوع پیکربندی برای استفاده در ساختارهای متفاوت است و ما تنها به نمایش این نوع پیکربندی‌ها در کنار پیکربندی اصلی می‌پردازیم.
شکل 2-7:ساختارهای دیگر dcmli
این نوع پیکربندی نیز در صورت افزایش مناسب سطوح در خروجی می‌تواند خروجی با کیفیت بالاتر به ما بدهد و ما را از وجود فیلتر بی‌نیاز نماید. و نیز همچنین با استفاده از این نوع پیکربندی در سوئیچ با فرکانسهای طبیعی می‌توان راندمان بالایی را بدست آورد. این ساختار با توجه به ویژگی‌های خود در کنترل توان راکتیو مورد استفاده قرار می‌گیرد و سیستم کنترلی نسبتاً ساده آن از جمله مزایای استفاده از این نوع پیکربندی خواهد بود اما با توجه به افزایش تعداد دیودهای کلمپ در اثر افزایش سطح در برخی کاربردها این نوع پیکربندی را مشکل می‌سازد و عدم کنترل دقیق بر توان اکتیو در حالت مبدل‌های تکی از مشکلاتی است که با این نوع پیکربندی با آن مواجه خواهیم شد.
Flying – Capacitor Multilevel Inverter (FCMI)2-3-2).
یکی دیگر از پیکربندی‌های معمول و متداول در اینورترهای چندسطحی flying capacitor یا capacitor clamped می‌باشد همانطور که از نام آن نیز بر می‌آید در این نوع پیکربندی بجای دیودهای کلمپ از خازنی استفاده شده است که این امر موجبات مزایا و معایبی و در نتیجه کاربردهایی را برای این نوع پیکربندی فراهم کرده است. در این نوع پیکربندی نیز تعداد سطوح در حقیقت تعداد خازنهای مقسم ولتاژ به اضافه یک خواهد بود.
در این ساختار در واقع خازنهای کلمپ کار با بالانسینگ ولتاژ را انجام می‌دهند. در زیر شکل یک اینورتر سه سطحی و 5 سطحی تک فاز را مشاهده می‌کنیم. همانطور که می‌بینیم تعداد خازنهای کلمپ مورد نیاز با افزایش تعداد سطوح افزایش می‌یابد و می‌توان تعداد خازنهای کلمپ مورد نیاز را برای هر فاز توسط (m-1) (m-2)/2 معرفی نمود.
شکل 2-8:اینورترهای capacitor clamped
شکل زیر یک اینورتر تک فاز سه سطحی را با استفاده از سوئیچ‌های قدرت نشان می‌دهد.
شکل2-9:اینورتر capacitor clamped سه سطحی
و جدول زیر حالتهای مختلف کلیدها را برای رسیدن به یک وضعیت مطلوب در خروجی نمایش خواهد داد.
جدول 2-2:حالتهای مختلف کلید ها برای capacitor clampedسه سطحی
شاید بهتر باشد قدری به جدول فوق دقت کنیم نکته قابل توجه در آن این است که ما برای بدست آوردن مقادیر ولتاژ مشخص در خروجی می‌توانیم حالتهای مختلفی از کلیدها را داشته باشیم اجازه دهید جدول مربوط به یک اینورتر 6 سطحی از این نوع را نمایش دهیم تا این مطلب گویاتر شود.
جدول2-3:حالتهای کلید زنی برای capacitor clamped شش سطحی
همانطور که مشاهده می‌کنیم برای بدست آوردن ولتاژ مشخص در خروجی برخلاف پیکربندی diode clamped یک و تنها یک حالت برای کلیدها وجود ندارد بلکه ما می‌توانیم حالتهای مختلفی را اختیار کنیم (switch redundancy) و این می‌تواند یک مزیت این نوع پیکربندی به شمار آید. چرا که می‌توان با انتخاب مناسب حالات برای تغییر وضعیت از یک وضعیت خروجی به وضعیت دیگر (از یک پله به پله دیگر) کمترین سوییچ‌زنی را بدست آورده و در نتیجه راندمان را بالا بریم.
و این نکته و همچنین اینکه توان اکتیو و راکتیو در این نوع پیکربندی قابل کنترل است از مزایای مهم این نوع پیکربندی به شمار می‌آید، اما با توجه به آنچه که به وضوح مشخص شد افزایش تعداد سطوح رابطه مستقیم با کیفیت شکل موج خروجی و همچنین رابطه‌ای با توان دوم با تعداد خازنهای کلمپ مورد نیاز دارد از این رو افزایش تعداد خازنها برای بسته‌بندی مدار و همچنین سیستم کنترلی آن می‌تواند مشکل‌ساز شود.
Cascaded –Inverters with Separated DC Sources2-3-3)-
یکی از پیکربندی‌های اساسی و معروف در اینورترهای چندسطحی ساختار آبشاری (cascade) می‌باشد که با توجه به نوع عملکرد آن کاربردهای خاصی را به خود اختصاص داده است این ساختار در حقیقت متشکل از سلولها یا واحدهایی است که بصورت آبشاری پشت سرهم قرار گرفته‌اند و بصورت مجموعه‌ای باعث ایجاد یک اینورتر چندسطحی با خواص خاص خود شده‌اند. همانطور که مطرح شده این ساختار متشکل از واحدهایی است که ابتدا ما سعی در معرفی آن خواهیم داشت این سلولها که بعنوان اجزای کوچک این نوع پیکربندی معرفی می‌شوند در شکل زیر نمایش داده شده است.
شکل2-10:یک سلول اینورتر چند سطحی cascade
همانطور که در شکل نیز مشخص است این سلول متشکل از عناصر سوئیچ قدرت و همچنین منبع تغذیه dc می‌باشد که می‌تواند سطوح مختلف ولتاژی را در خروجی با توجه به ترکیب همزمانی چهار کلید استفاده شده در آن بوجود آورد.
همانطور که می‌بینیم می‌توان با وصل کردن کلیدهای S1 و S4 بصورت همزمان و قطع کلیدهای S2 و S3 ولتاژ منبع تغذیه را با همان پلاریته در خروجی و با وصل کلیدهای S2 و S3 و قطع کلیدهای S1 و S4 عکس آن پلاریته را ایجاد نمود. و نیز با وصل همزمان S4 و S3 و یا S2 و S1 خروجی را در اختلاف پتانسیل صفر قرار دهیم همانطور که توسط شکل موج درون شکل نیز مشخص است ما می‌توانیم خروجی را با این تعداد سطح برای یک سلول واحد ایجاد نماییم. حال اگر این سلولها را به صورت شکل زیر بصورت cascade در کنار هم قرار دهیم خواهیم توانست تعداد سطوح بیشتری را در خروجی ایجاد نماییم.
شکل2-11:اتصال سلولها بصورت آبشاری
برای اینکه درک ایجاد سطوح بیشتر توسط این ساختار راحت‌تر شود اجازه دهید ابتدا با مفهوم کلیدهای مکمل در ساختاری همچون ساختار آبشاری آشنا شویم برای همین موضوع می‌توان شکل زیر را درنظر گرفت.