عنوان

محرکه(درایو)موتورهای بزرگ(پرقدرت)براساس اینورترهای چند سطحه

‭۲۴۸۳پ‬

per

محرکه(درایو)موتورهای بزرگ(پرقدرت)براساس اینورترهای چند سطحه

/رضاوالی نیا

تبریز، دانشگاه تبریز، دانشکده فنی مهندسی برق، گروه مهندسی قدرت

‮‭۷۱‬‬

چاپی

سی دی دارد

کارشناسی ارشد

مهندسی برق-قدرت

‮‭۱۳۸۴/۰۳/۲۳‬

تبریز، دانشگاه تبریز، دانشکده فنی مهندسی برق، گروه مهندسی قدرت

یک اینورتر ‮‭۱۱‬ سطحه با توان حدود ‮‭۴۴‬ کیلووات طراحی و پس از شبیه‌سازی ساخته شد و تست‌های مختلف روی آن انجام و نتایج آن به طور خلاصه شرح داده شد .با توجه به نتایج مطالعات، شبیه‌سازی وآزمایشها مزایا و معایب کنورترهای چند سطحه را می‌توان به صورت زیر خلاصه کرد .الف- مزایا- می‌توانند ولتاژ سینوسی را تنها با فرکانس سوئیچینگی برابر با فرکانس مؤلفة اصلی موج خروجی تولید کنند.- مشکلات ناشی از ‮‭EMI‬ یا تداخل الکترومغناطیسی و ولتاژ ‮‭Common Mode‬ یا مد مشترک در کنورترهای چندسطحه تقریبا وجود ندارد- برای درایو موتورهای ولتاژ بالا و ولت-آمپر بالا مناسب هستند .- به دلیل پایین بودن فرکانس سوئیچینگ، دارای بازده بسیار خوبی هستند.ب- معایب- گران قیمت هستن‍- طراحی و ساخت آنها مشکل و وقت‌گیر است.- کنترل آنها مشکل است.- هنگامی که اینورتر با انتقال تواناکتیو درگیر است) درایو و ‮‭UPFC)‬ مسئلة بالانس ولتاژ بین طبقات مختلف) که مهمترین مسئله در رابطه با این کنورترها است(، بسیار پیچیده می‌گردد.اگر قدرت مورد نیاز از حدی بالاتر رود) مثلا ‮‭۳MW)‬ بکار بردن این کنورترها باعث کاهش قیمت کلی سیستم خواهند شد .همچنین در کاربردهای نظامی یا غیرنظامی که در آنها سکوت رادیویی) سکوت راداری (و/یا سکوت صوتی) سکوت سونار (اهمیت دارد استفاده از اینورترهای چندسطحه راه حل مناسبی می‌باشد .مشکل دیگر اینورترهای معمولی پایین آوردن قابلیت اطمینان و عمر کل سیستمی که در آن به کار می‌روند، می‌باشدکه به طور عمده ناشی از نرخ بالای ولتاژ‮‭Mode - Common‬تولیدی) ناشی شده از فرکانس سوئیچینگ بالا (است .ولتاژهای‮‭Mode - Common‬باعث القای جریان‌های نامنظم ویژه‌ای‮‭(Bearing Currents)‬ می‌شوند که فرسایش مواد و در نتیجه از بین رفتن زودرس مکانیکی را به همراه دارند .ازطرفی فرکانس سوئیچینگ بالا نرخ ‮‭dv/dt‬ را بالا می‌برد ‮‭dt/dv‬ .بالا باعث افزایش فشارهای وارد بر عایق‌بندی سیم‌پیچی‌های موتور شده و ممکن است منجر به از بین رفتن موتور شود. ساختار ویژة اینورترهای چندسطحه به‌گونه‌ای است که به طور ذاتی تمامی این مشکالات را برطرف می‌کنند .نتایج حاصل از شبیه‌سازی و آزمایش توضیحات بالا را تأیید می‌کنند

‮‭Multilevel inverters, have the following advantages:a.They can generate a pure sinusoidal voltage in a very low switching frequency, even fundamental frequency;b.They have neither EMI problem nor Common-mode voltage problem; they are very useful in high Volt-Ampere drives;c.Having low switching frequency, they have very high efficiency. On the other hand, they suffer from some disadvantages such as high price. In addition:a.The design and construction of multilevel inverters are complicated and time-consuming;b.They need complicated control.However, if the required power exceeds ۳MW, the total cost of the system will decrease by using multilevel converter. In addition, in military applications or some other applications, where the silence is very important (e.g. RADAR, SONAR), using of the multilevel inverters can be one of the best choices.The classic inverters usually decrease the lifetime and reliability of the system, because of the high common-mode voltage rate, created by high switching frequencies in high voltage. These common-mode voltages induce bearings currents, leading to erosion of the bearing material and early mechanical failure. Also higher switching frequency increases the rate and consequently may increase voltage forces on the motor insulation.Using multilevel inverters may solve the aforementioned problems. In this inverter, individual switching devices have much lower rates, and they operate in much lower frequencies compared to PWM-controlled inverters resulting in higher efficiency.A set of simulations is carried out and the simulation results are verified by experimental results‬

والی‌نیا، رضا

بناء شریفیان، محمد باقر، استاد راهنما

حسینی، سیدحسین، استاد مشاور

سیاه و سفید

نمایه‌سازی قبلی