مقاله درمورد دانلود مناسب سازی و خروجی ها

دانلود پایان نامه

صنعت دوسطحی برای اینورترهای ولتاژ از این امر ناشی می‌شد که ولتاژ هر سر خروجی در هر لحظه تنها می‌تواند دو مقدار را بپذیرد و در واقع کلیدهای اینورتر هر سر را به گذرگاه dc مثبت یا منفی وصل می‌کند. و در نتیجه مقادیر کمی از ولتاژ در حالت خط به خط و یا خط به نول می‌تواند وجود داشته باشد حال رویکردی که باعث می‌شد با چندین سطح مختلف را ایجاد نموده, و در نتیجه بتوانیم از آن سطوح ولتاژی برای رسیدن به اهدافمان استفاده کنیم, تنها از این مطلب ناشی می‌شد که, هر پله می‌تواند خود یک منبع تغذیه جداگانه داشته باشد یا اینکه می‌توان تقسیمات ولتاژی این سطح متفاوت را ایجاد کرد. شکل زیر بعنوان نشان‌دهنده این تقسیمات ولتاژی و در حقیقت مبین یک اینورتر چند سطحی پایه با استفاده از کلید قابل انتخاب در خروجی است.
شکل2-1:شکل تک قطبی اینورتر چند سطحی با استفاده از سوئیچ
همانطور که از شکل فوق نیز کاملاً مشخص است منبع تغذیه dc ورودی در میان خازنهای مختلف که البته می‌تواند مقادیر مساوی یا متفاوتی را داشته باشد تقسیم شده است. برای مثال بگذارید ولتاژ ورودی را kv1 فرض کنیم پس برای تعداد خازنی معادل چهار عدد , روی هرکدام از آنها 250v خواهد بود. این نکته مطلب جالب دیگری را به ما نشان می‌دهد و آن این موضوع است که این تقسیم ولتاژ باعث می‌شود تا پله‌ای با ولتاژ کمتری داشته باشیم یعنی کلیدهای الکترونیک قدرت تنش کمتری را تحمل می‌کنند و این یک مزیت دیگر در اینورترهای چندسطحی است. حال می‌توان با انتخاب سوئیچ هرکدام از سطوح موردنظر را به ترتیب انتخاب کنیم یعنی می‌توان در خروجی ولتاژهایی چون0v ـ 250v،500v و 750v و kv1 را داشته و در مسیر برگشت نیز عکس آن ایجاد کنیم.
پس می‌بینیم که این باعث شد که سیکل ولتاژی بهتری با کیفیت بالاتر یعنی نزدیک‌تر به حالت سینوسی ایجاد شود هرچه تعداد این حالات بیشتر باشد خروجی به حالت سینوسی نزدیک‌تر است. شکل زیر مبین این موضوع می‌باشد در ضمن می‌توان حالتهای مختلف را برای یک اینورتر چندسطحی مشاهده نمود. توجه کنیم که با تغییر زمان وصل بودن سوئیچ به هر وضعیت می‌توان فرکانس خروجی را تغییر داد.
شکل2-2: شکل موج خروجی بصورت پله ای
اینورترهای چندسطحی می‌تواند بصورت سه فاز نیز استفاده شود ساختار کلی آن را در شکل زیر مشاهده می‌کنیم.
شکل 2-3:شماتیک کلی اینورترهای چند سطحی بصورت سه فاز
2-2)رویکرد پیکربندی‌های اینورترهای چندسطحی
ساختارهای اینورترهای سه فاز و تک‌فاز بصورت اینورترهای چندسطحی می‌تواند با توجه به خواسته‌های ما و نیز نوع کاربرد آن‌ها متفاوت باشد و ما می‌توانیم پیکربندی‌های متفاوت را با توجه به این خواسته‌ها طراحی کنیم اما همانطور که می‌دانیم در طراحی‌ها یک سری فاکتورهای خاص وجود دارد که عموماً می‌باید رعایت شود از جمله آنها در تمامی پیکربندی‌های موجود رسیدن به حداقل هزینه در طراحی است که این باعث این مطلب است که ما می‌باید تا جای ممکن از حداقل ابزارهای سوئیچینگ استفاده کنیم. و همچنین همانطور که صحبت شد ما توسط اینورترهای چندسطحی می‌توانیم ولتاژهای بالا را ایجاد کنیم و یا اینکه ولتاژهای بالا را توسط تقسیمات خاص مورد استفاده قرار دهیم. پس می‌باید در طراحی نیز این موضوع یعنی قابلیت تحمل ولتاژهای ورودی بالا خصوصاً برای کاربردهای HVDC مورد توجه قرار گیرد. و نیز در نهایت می‌باید ابزارهای سوئیچینگ را طوری طراحی کنیم که کمترین تلفات را ایجاد نماید همانطور که می‌دانیم فرکانس قطع و وصل سوئیچ با میزان تلفات آن رابطه مستقیم دارد از این ‌رو می‌باید در طراحی‌ها هر کلید با کمترین فرکانس قطع و وصل ممکن مواجه باشد تا بتوان راندمان بهتری داشته باشیم.
مطلب مرتبط :   دانلود پایان نامه ارشد با موضوع دانش آموزان دبیرستانی و اختلال افسردگی اساسی

این مطلب باعث می‌شود تا طرح‌های مختلف بتوانند در قیاس با یکدیگر مطرح شوند. در ادامه چندین پیکربندی اصلی و معروف را مورد بررسی قرار می‌دهیم و مزایا و معایب هرکدام را نیز بر خواهیم شمرد. اما در حالت کلی و بدون درنظر گرفتن تفاوت میان پیکربندی‌های مختلف اینورترهای چندسطحی این ساختار باعث شد تا ما بتوانیم ولتاژ خروجی را با نهایت کمترین اعوجاج و dv/dt تولید کنیم و همچنین با انتخاب فرکانس مناسب سوئیچینگ راندمان را به بیشتر از %98 نزدیک کنیم. و تنشهای متداول را بر روی کلیدهای قدرت کم کرده و آنها را برای استفاده در توانهای متوسط و بالا مناسب سازیم. اما همانطور که تاکنون نیز فهمیده‌ایم این روش به سبب اینکه می‌توانست از منابع تغذیه dc متفاوت برای ولتاژ dc ورودی استفاده نماید فصل مشترک مناسب و خوبی برای کاربرد انرژی ‌های نو و پیل‌های سوختی و فتوالکتریک و… است که در ادامه این موضوع بهتر بررسی خواهد شد. ساختار ابتدایی اینورترهای چندسطحی از شش سوئیچ برای سه فاز ساخته می شود که یک ولتاژ خروجی سینوسی را از چندین سطح ولتاژ بدست می آورد . همه ی اینورترهایی که در زیر بیان خواهند شد در یک چیز مشترک هستند و آن این است که نیاز به فیلتر خروجی کمتر می شود.
در اینجا اینورتر های چند سطحی زیر را معرفی می کنیم:
Diode –Clamped Multilevel Inverter (DCMI)
Flying –Capacitor Multilevel Inverter (FCMI)
Cascaded –Inverters with Separated DC Sources
2-3)پیکربندی‌های مختلف اینورترهای چندسطحی
2-3-1) Diode clamped multi level inverter (DCMLI)
یکی دیگر از پیکربندی‌های متداول در اینورترهای چندسطحی پیکربندی (DCMLI) می‌باشد و بطورکلی یک اینورتر diode clamped که دارای m سطح در هر فاز خروجی باشد دارای m-1 خازن خواهد بود. در این ساختار نیز از کلیدهای مکمل (complimentary) استفاده شده است. پیکربندی آن برای یک اینورتر سه سطحی خط به نول در شکل زیر نشان داده شده است. از دیودهای کلمپ در این ساختار برای نگه داشتن ولتاژ در یک سطح استفاده شده است.
شکل2-4:dcmliسه سطحی
مطلب مرتبط :   منبع مقاله دربارهسلسله مراتب، نرم افزار، فلسفه عمل

جستجو در سایت ما :


برای یک اینورتر فاز از نوع dcmli که در شکل زیر نشان داده شده است.
شکل2-5:اینورتر تک فاز از dcmli
خروجی زیر بدست خواهد آمد.
با کمی توجه به مدار و با قطع و وصل کردن کلیدهای قدرت به صورتهای مختلف می‌توان در خروجی مقادیر مناسب را تولید نمود. البته توجه داریم که در این ساختار نیز همانگونه که گفته شد از کلیدهای مکمل استفاده شده است.
جدول زیر نحوه قطع و وصل شدن کلیدها را برای بدست آوردن خروجی مناسب نشان می‌دهد.
جدول2-1:حالات مختلف کلیدها برای خروجی های متفاوت