يك اينورتر چندسطحي سه‌فاز بهبوديافته با منابع ولتاژ برابر

An Improved Symmetrical Three-Phase Multilevel Inverter

در اين مقاله يك اينورتر چندسطحي سه‌ فاز جديد با منابع ولتاژ ورودي برابر پيشنهاد شده است. در ساختار اينورتر پيشنهادي چند سطحي در حالت كلي شش كليد قدرت يك‌طرفه وجود دارد و بقيه كليدهاي موجود دوطرفه ولتاژ و جريان مي‌باشند. در ساختار اين اينورتر ديود وجود ندارد. منابع DC موجود در ساختار پيشنهادي براي هر سه فاز مشترك مي‌باشد. همچنين به دليل نبود خازن الكتروليت در ساختار اينورتر پيشنهادي، كنترل اين اينورتر براي توليد ولتاژ مطلوب ساده است. براي توليد ولتاژ چندسطحي خروجي در اينورتر پيشنهادي، دو روش مدولاسيون فركانس پايين و SPWM بر روي آن اعمال شده است. در اين مقاله اينورتر پيشنهادي ازلحاظ تعداد عناصر سازنده اعم از تعداد كليدهاي قدرت و مدارات راه‌انداز، منابع DC ورودي و ولتاژ بلوكه‌شده با اينورترهاي سه‌فاز موجود مقايسه شده است. همچنين براي ساختار اينورتر پيشنهادي محاسبات مربوط به تلفات نيز انجام‌گرفته و با اينورترهاي مرسوم از ديدگاه تلفات نيز مقايسه شده است. درنهايت نتايج حاصل از شبيه‌سازي در محيط نرم‌افزار PSCAD/EMTDC و نتايج عملي حاصل از نمونه آزمايشگاهي براي تأييد عملكرد اينورتر آورده شده است.

In this paper the new structure of a symmetrical three-phase multilevel inverter is proposed. In the Proposed inverter six power switches are unidirectional and rest of the power switches that are used in the structure are bidirectional. In this inverter there isn’t a diode. A Single DC link feeds all the three phases. Also, due to the fact that there aren’t electrolytes capacitors, the control strategy for generating desirable voltage is simple. Both the sinusoidal pulse width modulation (SPWM) and the staircases modulation are effectively executed for generating voltage by proposed inverter. In this paper proposed inverter is compared from the viewpoints of the number of power switches, the number of gate drivers, the number of DC sources and the blocking voltage with the common inverters. Also, the calculation of losses for proposed inverter is done and it is compared from the viewpoint of loss with other three-phase inverters. Finally, the results of simulation that is done in PSCAD/EMTDC software package and experimental results are presented to validate the performance of the inverter.