Orta-Yüksək Gərginlikli Güc Elektron Transformatorlarının Topologiyası və İdarəetmə Tətbiqlərinə Baxış III

3.3 Sıxılmış Çoxsəviyyəli Topologiya

Neytral Nöqtəli Sıxılmış (NPC) çoxsəviyyəli topologiya göstərilir. Diodla sıxılmış NPC topologiyasından başqa, NPC topologiyalarına uçan kondensator tipi və hibrid sıxılmış tip də daxildir. Lakin, böyük kondensator həcminə görə, NPC topologiyaları hələ də sıxışdırma üçün əsasən passiv və ya aktiv kommutasiya cihazlarından istifadə edir. Diodla sıxılmış çoxsəviyyəli topologiyanı nümunə götürərək, üç fazalı düzəldici mərhələ topologiyasında hər fazalı ayaq tək yüksək gərginlikli DC şininə paralel olaraq qoşulmuş kaskadlı kommutasiya tranzistorlarından və sıxışdırma diodlarından ibarətdir. Ədəbiyyatda dörd səviyyəli diodla sıxılmış dövrə istifadə edərək düzəldici mərhələsi olan tək fazalı PET topologiyası təklif edilmişdir. Tək yüksək gərginlikli DC şinindən sonra giriş-seriya-çıxış-paralel DAB-lar gəlir, göstərildiyi kimi. Bu topologiya üç fazalı bir quruluşa genişləndirilə bilər və gərginlik səviyyələrinin sayı cihazın davamlı gərginlik səviyyələrinə və yüksək gərginlikli yan gərginlik səviyyəsinə əsasən dəyişdirilə bilər. MMC topologiyası kimi, NPC topologiyası da izolyasiya mərhələsində tətbiq oluna bilər və yüksək gərginlikli DC avtobusunu birləşdirir. İzolyasiya Transformatoru, göstərildiyi kimi. Ədəbiyyatda üç səviyyəli diodla sıxılmış NPC çeviricisi MMC rezonans çeviricisinin yüksək gərginlikli tərəfinə tətbiq edilmiş və onu 166 kV/2 kV ~ 400 V prototipində yoxlamışdır. Ədəbiyyatda üç fazalı DAB-a üç səviyyəli diodla sıxılmış NPC dövrəsi tətbiq edilmiş və ideal DAB gərginliyi və cərəyan xüsusiyyətlərinə nail olunmuşdur.

NPC topologiyası düzəldici mərhələ kimi istifadə edildikdə, izolyasiya mərhələ transformatorlarının sayını azaldan təcrid olunmuş DC şinləri tələb olunmur. Bundan əlavə, üç fazalı strukturlarda şində ikiqat xətt tezlikli gərginlik dalğası olmur. Lakin, sıxılmış topologiya çox sayda sıxıcı cihaz tələb etdiyindən, səviyyələrin sayı artdıqca sıxıcı cihazların sayı da artır, bu da səviyyə genişlənməsini çətinləşdirir və artıqlığa nail olmağı çətinləşdirir. İdarəetmə baxımından, NPC çeviricisinin hər bir şin kondensatoruna axan cərəyanlar fərqlidir və bu da kondensator gərginliyinin balanssızlığına səbəb olur. Üç səviyyədən yuxarı NPC topologiyaları üçün effektiv gərginlik balanslaşdırma alqoritmi yoxdur. Bundan əlavə, qolların içərisində və xaricində açarların uyğunsuz işləmə müddətləri qeyri-bərabər istiləşməyə səbəb olur ki, bu da yalnız ümumi dövrə topologiyasını dəyişdirməklə həll edilə bilər.

Səviyyə genişlənməsinin yaratdığı çoxsaylı çətinliklər o deməkdir ki, NPC topologiyaları yalnız cihazların ardıcıl bağlantısı və ya yüksək gərginlikli SiC cihazlarının istifadəsi vasitəsilə orta/yüksək gərginlik səviyyələrində tətbiq oluna bilər. Lakin, tək H-körpü topologiyası ilə müqayisədə daha aşağı gərginlik səviyyələrində üç səviyyəli NPC hər bir keçid tranzistorunda gərginliyə davamlılığın və gərginlik gərginliyinin yalnız yarısına malikdir, eyni zamanda daha çox gərginlik səviyyəsi çıxarır və bu da çıxış filtrasiya tələblərinin azalmasına səbəb olur. PET-in aşağı gərginlikli tərəfində inverter mərhələsi kimi əhəmiyyətli tətbiq üstünlüklərinə malikdir. Məsələn, ədəbiyyatda üç fazalı mühərriki idarə etmək, eksperimental yoxlama aparmaq və yaxşı mühərrik idarəetmə performansı və səs-küy performansı əldə etmək üçün PET-in inverter mərhələsi kimi üç səviyyəli diodla sıxılmış NPC istifadə edilmişdir.