یک ساختار دوطرفه تعمیم یافته حاوی دیود برای اینورتر چندسطحی با تعداد سوییچ و درایور کمتر

نوع مقاله : مقاله برق

نویسندگان

1 گروه مهندسی برق، واحد بین‌الملل کیش، دانشگاه آزاد اسلامی، جزیره کیش، ایران

2 گروه مهندسی برق، واحد تهران جنوب، دانشگاه آزاد اسلامی، تهران، ایران

3 گروه مهندسی برق و کامپیوتر، دانشکده فنی و مهندسی، دانشگاه محقق اردبیلی، اردبیل، ایران. گروه مهندسی برق، واحد بین‌الملل کیش، دانشگاه

4 گروه مهندسی برق، واحد علوم و تحقیقات، دانشگاه آزاد اسلامی، تهران، ایران

10.22075/jme.2021.22642.2043

چکیده

اینورترهای چندسطحی نسبت به اینورتر دوسطحی معمولی از نظر کیفیت ولتاژ خروجی، نیاز به فیلتر و بازده پیشرفت زیادی برای کاربردهای انرژی‌های تجدیدپذیر و صنعتی کرده است. در این مقاله یک توپولوژی جدید برای اینورتر چندسطحی تک فاز طراحی شده است. این توپولوژی با هدف کاهش تعداد منابع ولتاژ ایزوله، سوئیچ‌ها و درایورها ارایه شده است که قادر است به صورت ماژولار تعداد سطوح خروجی را افزایش دهد. ساختار پیشنهادی برای دستیابی به تعداد سطوح ولتاژ خروجی بالا نسبت به تعداد سوئیچ، درایور و منبع ولتاژ DC بهبود داده شده است. برای تعیین مقادیر ولتاژ منابع DC سه الگوریتم مختلف پیشنهاد شده است. برای تایید برتری ساختار پیشنهادی یک مقایسه دقیق با سایر توپولوژی‌های اینورترهای چندسطحی انجام شده است. ساختار پیشنهادی برای کاربردهای انرژی تجدیدپذیر مانند اتصال آرایه‌های فتوولتاییک به شبکه گزینه مناسبی است. ساختار پیشنهادی در محیط Matlab/Simulink با استفاده از مدولاسیون نزدیک‌ترین سطح در هر دو حالت‌ منابع DC متقارن و نامتقارن شبیه‌سازی شده و عملکرد آن مورد تحلیل و بررسی قرار گرفته است.

کلیدواژه‌ها


عنوان مقاله [English]

A Generalized Bidirectional Structure for Multi-Level Inverter with Low Number of Power Electronic Devices

نویسندگان [English]

  • Babak Hosseini Montazer 1
  • Javad Olamaei 2
  • Majid Hosseinpour 3
  • Babak Mozafari 4
1 Department of Electrical Engineering, Kish International Branch, Islamic Azad University, Kish Island, Iran
2 Department of Electrical Engineering, South Tehran Branch, Islamic Azad University, Tehran, Iran
3 Department of Electrical and Computer Engineering, University of Mohaghegh Ardabili, Ardabil, Iran. Department of Electrical Engineering, Kish International Branch, Islamic Azad University, Kish Island, Iran
4 Department of Electrical Engineering, Science and Research Branch, Islamic Azad University, Tehran, Iran
چکیده [English]

Multi-level inverters (MLIs) have made great strides in the use of renewable and industrial energy compared to conventional two-level inverters in terms of output voltage quality, filters and high efficiency requirements. This paper describes a new topology for single-phase multi-level invereter. This topology is presented with the aim of reducing the number of isolated voltage sources, switches and drivers that are able to modularly increase the number of output levels. The proposed structure has been improved to achieve a higher number of output voltage levels relative to the number of switches, drivers and DC voltage source. To confirm the superiority of the proposed structure, a detailed comparison has been performed with other multi-level inverter topologies. In this paper, the Nearest Level Modulation (NLM) is used to generate the output voltage and is simulated in Matlab/Simulink environment. The performance of the designed structure is comprehensively evaluated in symmetric and asymmetric topologies.

کلیدواژه‌ها [English]

  • Multilevel Inverter
  • Bidirectional structure
  • Switch count reduction
  • Diode containing structure