بررسي و ساخت يك مبدل مستقيم فركانس بدون نياز به خازن و سلف در مدار واسط dc

بررسي و ساخت يك مبدل مستقيم فركانس بدون نياز به خازن و سلف در مدار واسط dc

چكيده: مبدلهاي مستقيم ac-ac با استفاده از كليدهاي كنترل شده دو طرفه كه با نام مبدلهاي ماتريسي نيز شناخته مي شوند بخاطر حجم كم و قابليتهاي بسيار خوب امروزه مورد توجه بسيار قرار گرفته اند. با اين وجود استفاده از كليدهاي دوطرفه و عدم قابليت اطمينان اين كليدها باعث شده كه اين مبدلها كماكان در مراحل تحقيقاتي قرار داشته باشند. اين مقاله به بررسي يك مبدل سه فاز ac-ac مي پردازد كه در آن از دو مبدل سه فاز ساخته شده از مدولهاي استاندارد و كليدهاي نيمه هادي موجود در بازار استفاده شده است. شكل موجهاي اين مبدل هم در ورودي و هم در خروجي بصورت سينوسي پردازش مي شوند. در مبدل مورد بررسي كليدزني و پردازش سيگنالهاي PWM بايد بصورت هماهنگ بين مبدل ورودي و خروجي انجام گردد. اين مطلب بر پيچيدگي پردازش اين سيگنالها در مقايسه با روش هاي متعارف PWM مي افزايد. در اين مقاله ضمن توصيف عملكرد و شبيه سازي مبدل پيشنهادي، نتايج عملي حاصل از پياده سازي يك نمونه آزمايشگاهي ارايه شده و با نتايج تيوريك مقايسه مي گردد.

In this paper a direct ac-ac converter with low distortion input/output waveforms is investigated. Direct ac-ac converters using self-commutated semiconductor switches, also known as matrix converters, have recently attracted the attention of researchers. However, these converters are still under development due to the problems associated with the commutation of bidirectional switches employed in these converters. In this paper, an ac-ac converter is proposed based on the realization of matrix converters. Absence of bulky and unreliable electrolytic capacitors, low distortion input/output waveforms with independent fundamental frequency and employing two conventional power electronic building blocks are among important advantages of the proposed converter. The PWM patterns of two converters must be synchronized in order to achieve harmonic-free waveforms. This calls for an advanced PWM generation method as compared to conventional PWM strategies. Detailed derivation of the PWM signals based on double space-vector strategy is presented. Simulation results show various aspects of the system operation. The theoretical results are verified using a laboratory prototype. Experimental and simulation results show good agreement.