stringtranslate.com

Инвертор источника Z

Инвертор Z-источника — это тип силового инвертора , схема, преобразующая постоянный ток в переменный ток . Схема функционирует как повышающе-понижающий инвертор без использования DC-DC преобразовательного моста из-за своей топологии .

Сети с импедансом (Z) эффективно преобразуют мощность между источником и нагрузкой из постоянного тока в постоянный, из постоянного тока в переменный и из переменного тока в переменный. [1] [2]

Количество модификаций и новых топологий Z-источника быстро росло с 2002 года. Улучшения в сетях импеданса путем введения связанных магнитов также были недавно предложены для достижения еще большего повышения напряжения, используя при этом более короткое время проскока. [3] Они включают в себя Γ-источник, T-источник, trans-Z-источник, TZ-источник, LCCT-Z-источник, который использует высокочастотный трансформатор, соединенный последовательно с двумя конденсаторами, блокирующими постоянный ток, [4] высокочастотные трансформаторно-изолированные сети и Y-источники. [5] Среди них сеть Y-источника более универсальна и может рассматриваться как общая сеть, из которой получены сети Γ-источника, T-источника и trans-Z-источника. [3] Несоизмеримые свойства этой сети открывают новые горизонты для исследователей и инженеров для изучения, расширения и модификации схемы для широкого спектра приложений преобразования энергии.

Типы инверторов

Инверторы можно классифицировать по их структуре как [6]

Инверторы также классифицируются по типу источника входного сигнала следующим образом:

Операция

Обычно трехфазные инверторы имеют 8 векторных состояний (6 активных состояний и 2 нулевых состояния). Существует дополнительное состояние, известное как состояние проскока, во время которого переключатели одной ноги закорочены. В этом состоянии энергия сохраняется в сети импеданса, и когда инвертор находится в активном состоянии, сохраненная энергия передается в нагрузку, тем самым обеспечивая работу в режиме повышения напряжения. Это состояние проскока запрещено в VSI. [7]

Достижение возможности понижения-повышения в ZSI требует широтно-импульсной модуляции . Обычная синусоидальная широтно-импульсная модуляция (ШИМ) генерируется путем сравнения несущей треугольной волны с опорной синусоидальной волной. Для импульсов shoot through несущая волна сравнивается с двумя дополнительными опорными уровнями постоянного тока. Эти импульсы добавляются в ШИМ. ZSI имеет две свободы управления: индекс модуляции опорной волны, который является отношением амплитуды опорной волны к амплитуде несущей волны, и коэффициент заполнения shoot through, который может контролироваться уровнем постоянного тока. [7]

Преимущества

Преимущества инвертора Z-source: [8] [9]

Недостатки

Типичные инверторы (VSI и CSI) имеют несколько недостатков: [10] [11]

Приложения

  1. Возобновляемые источники энергии
  2. Электромобили
  3. Моторные приводы

Ссылки

  1. ^ Siwakoti, Yam P.; Peng, Fang Zheng; Blaabjerg, Frede; Loh, Poh Chiang; Town, Graham E. (2015). «Сети с источником импеданса для преобразования электроэнергии, часть I: топологический обзор». IEEE Transactions on Power Electronics . 30 (2): 699–716. Bibcode : 2015ITPE...30..699S. doi : 10.1109/TPEL.2014.2313746 . S2CID  44236767.
  2. ^ Siwakoti, Yam P.; Peng, Fang Zheng; Blaabjerg, Frede; Loh, Poh Chiang; Town, Graham E.; Yang, Shuitao (2015). «Сети с источником импеданса для преобразования электроэнергии, часть II: обзор методов управления и модуляции». IEEE Transactions on Power Electronics . 30 (4): 1887–1906. Bibcode : 2015ITPE...30.1887S. doi : 10.1109/TPEL.2014.2329859 . S2CID  39497030.
  3. ^ ab Siwakoti, Yam P.; Blaabjerg, Frede; Loh, Poh Chiang (2016). «Новые сети источников с магнитной связью и импедансом (Z-)». Труды IEEE по силовой электронике . 31 (11): 7419–7435. Bibcode : 2016ITPE...31.7419S. doi : 10.1109/TPEL.2015.2459233. S2CID  21489048.
  4. ^ Адамович, Марек (2011). "LCCT-Z-Source инверторы". 2011 10-я Международная конференция по окружающей среде и электротехнике . С. 1–6. doi :10.1109/EEEIC.2011.5874799. ISBN 978-1-4244-8779-0. S2CID  27917468.
  5. ^ Сивакоти, Ям П.; Ло, По Чан; Блаабьерг, Фреде; Таун, Грэм (2014). «Сеть импеданса Y-источника». 2014 Конференция и выставка прикладной силовой электроники IEEE — APEC 2014 . стр. 3362–3366. дои : 10.1109/APEC.2014.6803789. ISBN 978-1-4799-2325-0. S2CID  21361731.
  6. ^ Рашид, М. (2011) Силовая электроника . Pearson Education. ISBN 8131762297 
  7. ^ ab Shen, Miaosen; Peng, Fang Zheng (2008). «Режимы работы и характеристики инвертора Z-источника с малой индуктивностью или низким коэффициентом мощности». IEEE Transactions on Industrial Electronics . 55 : 89–96. doi :10.1109/TIE.2007.909063. S2CID  10619253.
  8. ^ Флореску, А.; Стоклоса, О.; Теодореску, М.; Радой, К.; Стойческу, Д.А.; Рошу, С. (2010). «Преимущества, ограничения и недостатки инвертора Z-source». Материалы CAS 2010 (Международная конференция по полупроводникам) . стр. 483–486. дои : 10.1109/SMICND.2010.5650503. ISBN 978-1-4244-5782-3. S2CID  33649768.
  9. ^ Мурали, М.; Гопалакришнан, Н.; Панде, В.Н. (2012). "Z-sourced unified power flow controller". 6-я Международная конференция IET по силовой электронике, машинам и приводам (PEMD 2012) . стр. A74. doi :10.1049/cp.2012.0222. ISBN 978-1-84919-616-1.
  10. ^ Фан Чжэн Пэн (2003). «Z-source инвертор». Труды IEEE по промышленным приложениям . 39 (2): 504–510. doi :10.1109/TIA.2003.808920.
  11. ^ Шен, М.; Джозеф, А.; Ван, Дж.; Пэн, ФЗ; Адамс, DJ (2004). «Сравнение традиционных инверторов и инверторов Z-источника для транспортных средств на топливных элементах». Силовая электроника на транспорте (IEEE Cat. No.04TH8756) . стр. 125–132. doi :10.1109/PET.2004.1393815. ISBN 0-7803-8538-1. S2CID  5782046.