عنوان

متعادل‌سازی ولتاژ مبدل چند سطحی برشگر دیودی با استفاده از شبکه شبه منبع امپدانسی تغییر یافته,‮‭Voltage Balancing of Diode-Clamped Multilevel Converter by Using Modified Quasi-Z-Source Network‬

شماره

‭۲۳۵۲۱پ‬

زبان متن نوشتاري يا گفتاري و مانند آن

per

عنوان اصلي

متعادل‌سازی ولتاژ مبدل چند سطحی برشگر دیودی با استفاده از شبکه شبه منبع امپدانسی تغییر یافته

عنوان اصلي به زبان ديگر

‮‭Voltage Balancing of Diode-Clamped Multilevel Converter by Using Modified Quasi-Z-Source Network‬

نام نخستين پديدآور

/علی ابراهیمی

نام ناشر، پخش کننده و غيره

: مهندسی برق و کامپیوتر

تاریخ نشرو بخش و غیره

، ‮‭۱۳۹۷‬

نام توليد کننده

، راشد ی

نام خاص و کميت اثر

‮‭۱۳۳‬ص‬

متن يادداشت

چاپی - الکترونیکی

جزئيات پايان نامه و نوع درجه آن

کارشناسی‌ارشد

نظم درجات

مهندسی برق گرایش سیستم و الکترونیک قدرت وماشین های الکتریکی

زمان اعطا مدرک

‮‭۱۳۹۹/۰۶/۳۰‬

کسي که مدرک را اعطا کرده

تبریز

متن يادداشت

با توجه به رشد سریع صنایع، استفاده از انواع مبدل‌های الکترونیک قدرت در کاربردهای صنعتی افزایش چشمگیری داشته است .انواع مختلف مبدل‌های الکترونیک قدرت مانند مبدل‌های‮‭dc- dc‬، مبدل‌های‮‭ac- ac‬، یکسوکننده‌ها و اینورترها را بصورت گسترده در صنایع مختلف می‌توان یافت .در این میان نیاز به اینورترهایی که کارایی مناسبی در توان‌ها و ولتاژ بالا داشته باشند بسیار بیشتر از سایر مبدل‌های الکترونیک قدرت احساس می‌شود و مطالعات زیادی را این مبدل‌ها به خود اختصاص داده‌اند .با توجه به این که اتصال مستقیم شبکه ولتاژ متوسط به یک کلید نیمه هادی قدرت امکان پذیر نمی‌باشد، ساختارهای اینورترهای چند سطحی به عنوان راه‌حلی مناسبی برای استفاده در شبکه‌هایی با سطح ولتاژ بالاتر معرفی شده‌اند و به دلیل قابلیت رسیدن به مقادیر توان بالاتر و ارائه کیفیت توان مناسب، در صنایع مختلفی بسیار مورد توجه هستند .در این میان اینورترهای چند سطحی برشگر دیودی ‮‭(DCC)‬ در بین ساختارهای موجود بیشترین بازدهی را ارائه می‌دهند و به این جهت در کاربردهای ولتاژ متوسط به سایر اینورترهای چند سطحی ترجیح داده می‌شوند .این اینورترهای چند سطحی با وجود مزایای بسیار خود، دارای برخی معایب هستند که از اصلی‌ترین معایب می‌توان به مشکل عدم تعادل ولتاژ در لینک ‮‭DC‬ آن اشاره کرد که در عملکرد اینورترهای برشگر دیودی بسیار تاثیرگذار است .عدم کنترل این مشکل سبب تولید هارمونیک‌های مرتبه پایین در خروجی شده و تنش ولتاژ در دو سر کلیدها را افزایش می‌دهد .جهت حل این مشکل، در مراجع بسیاری به استفاده از مدارات کمکی متعادل کننده و همچنین روش‌های مدولاسیون مختلف پرداخته شده است .مورد دیگری که برای اینورترهای چند سطحی مطرح است، محدود بودن ولتاژ خروجی ‮‭ac‬ حداکثر تا ولتاژ ‮‭dc‬ ورودی و عدم توانایی ذاتی این اینورترها جهت تقویت ولتاژ است .در سال‌های اخیر تحقیقات گسترده‌ای برای حل مشکل عدم توانایی تقویت ولتاژ اینورترهای چند سطحی نوع برشگر دیودی انجام شده است که در برخی از این تحقیقات انواع شبکه‌های منبع امپدانسی‮‭Source) - (Z‬و شبه منبع امپدانسی‮‭Source) -Z- (Quasi‬جهت ایجاد توانایی تقویت ولتاژ برای اینورتر چند سطحی برشگر دیودی به کار گرفته شده‌اند .با توجه به مطالب بیان شده و مزایا و معایب مبدل‌های برشگر دیودی چند سطحی، در این پایان‌نامه چند ساختار پیشنهادی برای غلبه بر معایب موجود ارائه می‌شود .در هر یک از این ساختارها به کمک شبکه شبه مبع امپدانسی تغییر یافته‮‭(MqZS)‬ ، علاوه بر حل مشکل نامتعادلی ولتاژ خازن‌های قرار گرفته در لینک ‮‭DC‬ اینورتر برشگر دیودی، قابلیت تقویت ولتاژ خروجی با ضریب تقویت قابل قبولی به مبدل‌ها اضافه شده است .کاهش پیچیدگی روش کلیدزنی، کاهش تعداد المان‌ها، کاهش تعداد منابع ولتاژ ورودی و امکان کنترل مناسب بر ولتاژ خروجی مبدل، از ویژگی‌هایی است که برای مبدل‌های پیشنهادی در مقایسه با سایر روش‌های متعادل‌سازی ولتاژ و تقویت ولتاژ خروجی می‌توان برشمرد .ویژگی دیگری که برای مبدل‌های پیشنهادی در نظر گرفته شده است، امکان تعمیم این ساختارها به مبدل‌های برشگر دیودی با تعداد سطوح ولتاژ خروجی بیشتر و بدون کاهش ولتاژ هر سطح است .در نهایت برای تایید صحت عملکرد مبدل‌های پیشنهادی از نرم‌افزار ‮‭PSCAD/EMTDC‬ استفاده شده است که نتایج شبیه‌سازی، روابط تئوری و عملکرد صحیح ساختارهای پیشنهادی را تایید می‌کنند

متن يادداشت

Due to the rapid growth of industries, the use of power electronic converters in industrial applications has increased significantly. Different types of power electronic converters such as dc-dc converters, ac-ac converters, rectifiers and inverters can be found widely in various industries. In the meantime, the need for inverters that have good performance in high power and high voltage is much more than other power electronic converters. Due to the fact that direct connection of medium voltage network to a power semiconductor switch is not possible, multi-level inverter structures have been introduced as a suitable solution for use in networks with higher voltage levels. They are also highly regarded in various industries due to their ability to achieve higher power values and provide adequate power quality. Among them, diode clamped multi-level inverters (DCC) offer the highest efficiency among existing structures and are therefore preferred to other multi-level inverters in medium voltage applications. These multi-level inverters, despite their many advantages, have some disadvantages. The main disadvantages of which is the problem of voltage imbalanc in its DC link, which is very effective in the performance of diode clamped inverters. Lack of control of this problem produces low-order harmonics at the output and increases the voltage stress on the switches. To solve this problem, auxiliary balancing circuits as well as various modulation methods have been used in many authorities. Another issue for multi-level inverters is that the ac output voltage is limited to the input dc voltage and the inherent inability of these inverters to boost the voltage. In recent years, extensive research has been conducted to solve the problem of inability to boost the voltage of diode clamped multi-level inverters. In some of these studies, various types of Z-Source and quasi-Z-Source networks are used to create the ability to voltage boost for a diode clamped multi-level inverter. Considering the above and the advantages and disadvantages of diode clamped multi-level converters, in this thesis, some proposed structures are presented to overcome the existing disadvantages. In each of these structures, by using a modified quasi-Z-Source network (MqZS), in addition to solving the problem of voltage unbalancing of capacitors located in the DC link of the diode clamped inverter, the ability to boost the output voltage with an acceptable gain factor has been added to the converters. Reducing the complexity of the switching method, reducing the number of elements, reducing the number of input voltage sources and the possibility of proper control over the output voltage of the converter are some of the features that can be considered for the proposed converters compared to other methods of voltage balancing and output voltage boosting. Another feature considered for the proposed converters is the possibility of extending these structures to diode clamped converters with a higher number of output voltage levels without reducing the voltage of each level. Finally, PSCAD / EMTDC software is used to confirm the performance of the proposed converters, which confirms the simulation results, theoretical relationships, and the correct operation of the proposed structures

عنوان اصلي به زبان ديگر

‮‭Voltage Balancing of Diode-Clamped Multilevel Converter by Using Modified Quasi-Z-Source Network‬

مستند نام اشخاص تاييد نشده

ابراهیمی، علی

مستند نام اشخاص تاييد نشده

Ebrahimi, Ali

مستند نام اشخاص تاييد نشده

بابائی، ابراهیم، استاد راهنما

مستند نام اشخاص تاييد نشده

صباحی، مهران، استاد مشاور

يادداشت عمومي

سیاه و سفید

وضعیت فهرست نویسی

نمایه‌سازی قبلی