Oorsig oor Topologie en Beheertoepassings van Medium-Hoë Spanning Krag Elektroniese Transformators III

3.3 Geklemde Meervlakkige Topologie

Die Neutrale Punt Geklemde (NPC) meervlaktopologie word getoon. Benewens die diode-geklemde NPC-topologie, sluit NPC-topologieë ook vlieënde kondensatortipe en hibriede geklemde tipe in, onder andere. As gevolg van die groot kondensatorvolume, gebruik NPC-topologieë egter steeds meestal passiewe of aktiewe skakeltoestelle vir klemming. Deur die diode-geklemde meervlaktopologie as voorbeeld te neem, bestaan ​​elke fasebeen in 'n driefase-gelykrigterstadiumtopologie uit kaskadeerde skakeltransistors en klemdiodes, parallel gekoppel aan 'n enkele hoëspanning-GS-bus. Die literatuur het 'n enkelfase PET-topologie met 'n gelykrigterstadium voorgestel wat 'n viervlak-diode-geklemde stroombaan gebruik. 'n Enkele hoëspanning-GS-bus word gevolg deur inset-serie-uitset-parallelle DAB's, soos getoon. Hierdie topologie kan uitgebrei word na 'n driefasestruktuur, en die aantal spanningsvlakke kan verander word gebaseer op die toestel se weerstaanspanningsvlakke en die hoëspanningskantspanningsvlak. Soos die MMC-topologie, kan die NPC-topologie ook in die isolasiefase toegepas word, deur die hoëspanning-GS-bus aan die ... te koppel. Isolasietransformator, soos getoon. Literatuur het 'n drievlak-diode-geklemde NPC-omskakelaar op die hoëspanningskant van 'n LLC resonante omskakelaar toegepas en dit op 'n 166kW/2kV~400V prototipe geverifieer. Literatuur het 'n drievlak-diode-geklemde NPC-stroombaan op 'n driefase DAB toegepas, wat ideale DAB-spanning- en stroomeienskappe bereik het.

Wanneer die NPC-topologie as die gelykrigterstadium gebruik word, benodig dit nie geïsoleerde GS-busse nie, wat die aantal isolasiestadiumtransformators verminder. Verder is daar in driefasestrukture geen dubbellynfrekwensie-spanningsrimpel op die bus nie. Omdat die geklemde topologie egter 'n groot aantal klemtoestelle benodig, neem die aantal klemtoestelle toe namate die aantal vlakke toeneem, wat vlakuitbreiding moeilik maak en redundansie moeilik om te bereik. Wat beheer betref, is die strome wat in elke buskondensator van die NPC-omskakelaar vloei, verskillend, wat lei tot kondensatorspanningswanbalans. Vir NPC-topologieë bo drie vlakke is daar geen effektiewe spanningsbalanseringsalgoritme nie. Daarbenewens lei inkonsekwente bedryfstye van skakelaars binne en buite die arms tot ongelyke verhitting, wat slegs opgelos kan word deur die algehele stroombaantopologie te verander.

Die talle probleme wat deur vlakuitbreiding veroorsaak word, beteken dat NPC-topologieë slegs in medium-/hoëspanningsvlakke toegepas kan word deur middel van toestelserieverbinding of die gebruik van hoëspanning-SiC-toestelle. By laer spanningsvlakke, in vergelyking met 'n enkele H-brugtopologie, het 'n drievlak-NPC egter slegs die helfte van die spanningsweerstand en spanningspanning op elke skakeltransistor, terwyl dit meer spanningsvlakke lewer, wat lei tot laer uitsetfiltervereistes. Dit het aansienlike toepassingsvoordele as die omsetterstadium aan die laespanningskant van 'n PET. Byvoorbeeld, literatuur het 'n drievlak-diode-geklemde NPC as die omsetterstadium van 'n PET gebruik om 'n driefasemotor aan te dryf, eksperimentele verifikasie uit te voer en goeie motoraandrywingsprestasie en geraasprestasie te behaal.