بخشی از مقاله
چکیده
در این مقاله که با هدف بررسی و تحلیل عملکرد اینورتر پنج سطحی میباشد ابتدا فواید استفاده از اینورتر ها درصنعت تشریح شده است و سپس فواید استفاده از اینورتر های چند سطحی به نسبت اینورترهای با سطوح پایینتر مورد بررسی قرار گرفته شده است و در بعد اینورترهای چند سطحی برش دیودی بررسی شده سپس تکنیک مدولاسیون پهنای پالس ارزیابی شده است.
اینورتر پنج سطحی با توپولوژی برش دیودی و همچنین تکنیک کنترل ولتاژ مدولاسیون پهنای پالس سینوسی شبیه سازی شده است و مکانیزم کارکرد و نحوه سویچ زنی این نوع از اینورتر ها بررسی و همچنین تعداد ادوات موجود در آنها نیز مورد تحلیل قرار گرفته است و در آخر ولتاژ خروجی آنها نشان داده شده است و نیز میزان هارمونیک در اینورترهای پنج سطحی و دوسطحی نیز توسط آنالیز fft سیمولینک متلب بررسی و نهایتانتیجه گیری شده است.
-1مقدمه
بحت انرژی از دو دیدگاه اقتصادی و زیست محیطی حائز اهمیت است . بهینه سازی مصرف انرژی به این معنی است که بتوان با استفاده از تجهیزات و یا مدیریت بهتر همان کار را ولی با مصرف انرژی کمتر انجام بدهیم.
صرفه جوئی انرژی می تواند با استفاده از تجهیزات بهتر نظیر : عایق بندی مطلوب ، افزایش راندمان سیسمتهای حرارتی، و بازیابی تلفات حرارتی بدست آید از طرف دیگر اعمال مدیریت انرژی ، بمنظور درک سیستمهای موجود و طریقه استفاده از آنها ، میتواند در کاهش مصرف انرژی نقش مهمی داشته باشد . در سیاست گذاری انرژی باید سازمانها رویکر د سیستمی داشته باشند . برای مثال در بهینه سازی مصرف انرژی الکتریکی هدف تنها کاهش هزینه های انرژی یک یا چند الکتروموتور مشخص نیست، بلکه باید آثار اقدامات مورد نظر روی سایر سیستمها نیز بدقت مورد توجه قرار گیرد. در یک بنگاه اقتصادی صرفه جوئی انرژی میتواند موجب برتری رقابتی بنگاه گردد.
در اغلب بخشهای صنعتی انرژی الکتریکی مهمترین منبع انرژی صنعت بشمار می رود . از آنجا که موتورهای الکتریکی ، مصرف کننده اصلی انرژی الکتریکی در کارخانجات صنعتی میباشند. لذا بهینه سازی مصرف انرژی در موتورهای الکتریکی که موضوع این پژوهش است از اهمیت ویژه ای برخوردار خواهد بود . برای درک اهمیت بهینه سازی مصرف انرژی به این مورد اشاره می کنیم که اگر راندمان موتورهای الکتریکی القائی موجود در اروپا تنها به میزان %1 افزایش یابد هزینه مصرف انرژی الکتریکی بمیزان 1,6 میلیارد دلار در سال کاهش خواهد یافت.
آمار منتشر شده از سوی وزارت نیرو نشان میدهد در سال 1373 میزان %38,5 از انرژی تولیدی کل کشور توسط موتورهای الکتریکی مصرف شده اند که این رقم در کشورهایی باصنعت پیشرفته بالغ بر %65 میباشد.
با استفاده از اینورترها در صنعت خصوصا در راه اندازی ماشینهای الکتریکی میتوان مصرف انرژی الکتریکی را کاهش داد و همچنین مسائل زیست محیطی را تا حد زیادی کنترل کرد و نیز اغلب سیستم های مکانیکی موجود دربخش صنعت را تا حد زیادی کاهش داد.
و همچنین استفاده از اینورترهای چند سطحی دارای یک مزیت شاخصتر از باقی مزایاست که عبارتند از کاهش مولفه های هارمونیک در خروجی.
در این مقاله با طراحی وشبیه سازی یک اینورتر پنج سطحی از نوع توپولوژی برش دیودی بهمراه تکنیک مدولاسیون پهنای پالس از نوع سینوسی انجام شده است و نتایج اعم از تعریف اینورترهای چند سطحی خصوصانوع برش دیودی و مکانیزم طراحی و تعداد عناصر تشکیل دهنده , نحوه سویچ زنی اینورتر چندسطحی از نوع برش دیودی , در واقع مزیت اینورتر چند سطحی برش دیودی به نسبت انواع دیگر اینورتر چند سطحی , بررسی آنالیز هارمونیک در اینورترهای چند سطحی با سطوح مختلف وهمچنین مشاهده ولتاژ و جریان خروجی اینورتر پنج سطحی سه فاز برش دیودی بهمراه تکینیک مدولاسیون پهنای پالس سینوسی - - SPWM مد نظر میباشد.
-2اینورتر چند سطحی
منظور از سطح در اینورترهای چند سطحی تعداد سطوح قابل حصول در خروجی اینورتر می باشد برای مثال اینورتر تمام پلی که در طرف ورودی ولتاژ VDCداشته باشد و بتواند در خروجی ولتاژهای را تولید کند اینورتر 5 سطحی نامیده میشود.
1-2 مکانیزم عملکرد اینورترهای چند سطحی:
- تقسیم یک ولتاژ بزرگتر به چند سطح کوچکتر -تقسیم ولتاژ مناسب براساس ساختارهای متفاوت کاهش Dv/dt و در نهایت کاهش هارمونیک اینورترهای چند سطحی به منظور محقق ساختن مزایای زیر استفاده میشوند:
-1کاهش فرکانس کلیدزنی با بالا بردن تعداد سطوح اینورتر
-2محدود کردن ولتاژ معکوس روی سویچ ها با تقسیم ولتاژ
-3 کاهش مولفه های هارمونیکی
ولتاژ خروجی از انواع اینورترهای چند سطحی میتوان به -1 اینورتر چند سطحی برش دیودی -2 اینورتر چند سطحی خازن شناور -3 اینورتر چند سطحی کاسکاد و یا منبع ولتاژ مستقل متوالی اشاره کرد.
در این مقاله نوع برش دیودی و یا همان کلمپ دیودی بررسی شده است.
2-2 اینورتر چند سطحی با توپولوژی برش دیودی - - DCML 1-2-2
انواع اینورتر چند سطحی برش دیودی :
- اینورتر برش دیودی
- اینورتر برش دیودی با دیودهای سری
