ارایه یک ساختار جدید برای مبدل چندسطحی متقارن به منظور کاهش تعداد سوییچ و هزینه مبدل

نوع مقاله: مقاله برق

نویسندگان

1 گروه مهندسی برق و کامپیوتر، دانشکده فنیمهندسی، دانشگاه محقق اردبیلی

2 گروه مهندسی برق و کامپیوتر، دانشکده فنی مهندسی، دانشگاه محقق اردبیلی

10.22075/jme.2019.18416.1759

چکیده

در دهه‌های اخیر اینورترها نقش مهمی در سیستم‌های قدرت ایفا نموده‌اند و بهبود عملکرد آن‌ها هم از لحاظ ساختاری و هم از لحاظ کنترلی جزو علایق محققان بوده است. در این مقاله یک اینورتر چندسطحی دوطرفه متقارن جدید با هدف کاهش تعداد اجزاء کلیدزنی به ویژه برای تعداد سطوح خروجی زیاد ارائه شده است. این ساختار شامل منابع جریان مستقیم ورودی و کلیدهای قدرت و دیود قدرت است. این توپولوژی در مقایسه با توپولوژی‌های کلاسیک و ساختارهای متقارن ارایه شده اخیر که سعی در کاهش ادوات کلیدزنی دارند، در تعداد سطح مشابه حاوی تعداد کلید نیمه‌هادی قدرت کمتری می‌باشد. از همین رو هزینه کلی مبدل در مقایسه با ساختارهای مشابه مقرون به صرفه می‌باشد. برای نشان دادن کارایی ساختار پیشنهادی یک مقایسه جامع بین توپولوژی پیشنهادی و توپولوژی‌های کلاسیک و ساختارهای متقارن ارایه شده اخیر از حیث تعداد سوییچ، تعداد درایور، تلفات توان و هزینه مبدل ارایه شده است. توپولوژی پیشنهادی برای اینورتر یازده ‌سطحی تک‌فاز مورد بررسی قرار گرفته و در محیط Matlab/Simulink شبیه‌سازی شده و نمونه آزمایشگاهی آن برای تایید کارکرد اینورتر پیشنهادی ساخته شده است.

کلیدواژه‌ها


عنوان مقاله [English]

A Novel Multilevel Inverter Topology Aiming Reduction the Switch Count and Converter Cost

نویسندگان [English]

  • Majid Hosseinpour 1
  • Ali Seifi 2
1 Department of Electrical and Computer Engineering, University of Mohaghegh Ardabili, Ardabil, Iran
2 Department of Electrical and Computer Engineering, University of Mohaghegh Ardabili
چکیده [English]

Inverters as one of the most important elements of power systems have been profoundly developed in recent decades and their performance has attracted researches in control and structure point of view. In this paper, a novel bidirectional structure is proposed for multilevel converter in order to reduction the switch count and total converter cost. This structure contains DC sources, power switches and power diodes. The proposed structure is presented for symmetrical mode and the number of power electronic devices is decreased in comparison with similar works. Considering recent proposed symmetrical structures, the proposed structure has superior condition in terms of semiconductor switches as well as converter cost. The performance of the proposed single phase symmetrical eleven-level converter is analyzed and simulated in MATLAB/Simulink for both PWM and selective harmonic elimination switching methods. Not only the results are desirable, but also the experimental results of laboratory prototype validate the simulation results.

کلیدواژه‌ها [English]

  • Multilevel Inverter
  • Bidirectional structure
  • Switch count reduction
  • Cost reduction