Iwwerpréiwung vun der Topologie an der Kontrollapplikatioun vu mëttleren bis héichspannenden elektroneschen Transformatoren II

2 Auswiel vun der Gesamtstruktur vun der PET

PET-Topologien variéiere staark. Baséierend op der Unzuel vun den Energiekonversiounsstufen, kënne se an eenstufeg, zweestufeg an dräistufeg Typen agedeelt ginn [7]. Zweestufeg Strukturen enthalen déi mat Héichspannungs- a Nidderspannungs-DC-Bussen, wéi an der Figur 1 gewisen.

An eenstufege PETs (Fig. 1(a)), eng mëttel/héichfrequent Isolatiounstransformator verbënnt AC/AC-Konverter op béide Säiten. Den AC/AC-Konverter op der Primärsäit moduléiert d'Input-Netzfrequenz-Wiesselspannung an eng Héichfrequenz-Wiesselspannung, déi iwwer den Transformator gekoppelt gëtt an dann vum AC/AC-Konverter op der Sekundärsäit erëm an d'Netzfrequenz-Wiesselspannung ëmgewandelt gëtt. Eenstufeg PETs hunn manner Konversiounsstufen a manner Komponenten, eng héich Effizienz an eng héich Leeschtungsdicht. Wéinst dem Manktem un engem DC-Bus sinn se awer net gëeegent fir Hybrid-AC/DC-Netzwierker, an d'Energieentkopplungskontroll ass komplex.

Zweestufeg PETs hunn e DC-Bus entweder op der Héich- oder Nidderspannungssäit. D'Topologie op enger Säit vum Isolatiounstransformator gläicht där vun engem Eenstufegen PET, während déi aner Säit iwwer AC/DC- oder DC/AC-Schaltkreesser mam DC-Bus verbonnen ass (Fig. 1(c) an Fig. 1(d)). Mat Héich- oder Nidderspannungs-DC-Verbindungen kënnen zweestufeg PETs sech mat Mëttel-/Héichspannungs-DC-Netzwierker op der Héichspannungssäit oder mat PV-/Späichersystemer op der Nidderspannungssäit verbannen. Wéi och ëmmer, d'aktiv Leeschtung, déi vun de Konverter op béide Säite vum Isolatiounstransformator iwwerdroe gëtt, ass héich empfindlech op d'Parameter vum Transformatorleckinduktivitéit. Zousätzlech erlieft de DC-Buskondensator bedeitend Duebelleitungsfrequenzspannungsschwankungen, an d'Konverterstroumschwankunge si grouss [7], wat d'Reguléierung schwéier mécht.

Dräistufeg PETs (Fig. 1(b)) hunn DC-Bussen op béide Säiten vun der Héichspannung an der Nidderspannung. Den Input-Netzfrequenz-Wiesselstroum gëtt iwwer AC/DC-Konversioun op en DC-Héichspannungs-DC-Bus gläichgeriicht, a Héichfrequenz-Quadratwellen moduléiert, iwwer en Transformator mat der Mëttel-/Héichfrequenz un d'Nidderspannungssäit gekoppelt, op en DC-Nidderspannungs-DC-Bus gläichgeriicht a schliisslech iwwer DC/AC-Konversioun an eng AC-Netzfrequenz-Wiesselspannung ëmgekéiert. Dräistufeg PETs kënne souwuel un Héich- wéi och un Nidderspannungs-DC-Systemer ugeschloss ginn. D'Steierung vun all Konversiounsstuf ass relativ onofhängeg, wat d'Entkopplung an d'Kompensatiounssteierung erliichtert. Wéinst dem Méistufegen-Design erreechen dräistufeg PET-Topologien méi einfach eng Kaskadéierung op der Héichspannungssäit a Paralleléierung op der Nidderspannungssäit, wat d'Ufuerderunge vun der Mëttel-/Héichspannungsapplikatioun erfëllt. Dofir sinn dräistufeg Topologien am meeschte verbreet an der Fuerschung an an Uwendungen am Beräich vun der PET mat der Mëttel-/Héichspannung.

Fir PETs a Mëttel-/Héichspannungsapplikatiounen huet d'Nidderspannungssäit niddreg Spannungsniveauen mat minimale Spannungsbeschränkungen fir d'Geräter. Am Géigesaz dozou si d'Héichspannungs-Gläichrichtungsstuf an d'Mëttelisolatiounsstuf mat héije Spannungsniveauen konfrontéiert, wat méi streng Ufuerderungen un d'Schaltkrees-Topologien an d'Geräter stellt. Déi existent Fuerschung konzentréiert sech op zwou Richtungen: ① Nei Topologien a Kontrollmethoden fir Mëttel-/Héichspannungs-PETs baséiert op existente Spannungsbewäertungen fir d'Geräter; ② PET-Topologien a Kontrollen mat neien Héichspannungsgeräter, wéi z. B. 10kV SiC-Geräter [8, 9]. Wéi och ëmmer, Héichspannungs-SiC-Geräter sinn nach an der Fuerschungs- a Entwécklungsphase vum Laboratoire, a kommerziell Geräter kënnen nach net d'Spannungsufuerderungen erfëllen. Dofir gi Multimodul-Kaskad- oder Eenmodul-Multiniveau-Topologien benotzt fir héich Input-Spannungsufuerderungen ze erfëllen. Typesch Topologien sinn an der Figur 2 gewisen, analyséiert an der Sektioun 3.