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

3.3 Geklemmte Multilevel-Topologie

D'Neutral Point Clamped (NPC) Multilevel-Topologie gëtt gewisen. Nieft der Diode-Clamped NPC-Topologie enthalen NPC-Topologien och den Typ "fléiende Kondensator" an den Hybrid-Clamped-Typ, ënner anerem. Wéinst dem grousse Kondensatorvolumen benotzen NPC-Topologien awer meeschtens passiv oder aktiv Schaltgeräter fir d'Clamping. Wann een d'Diode-Clamped Multilevel-Topologie als Beispill hëlt, besteet an enger Dräi-Phasen-Gläichrichter-Stuf-Topologie all Phasenbeen aus kaskadéierte Schalttransistoren a Clamping-Dioden, déi parallel un en eenzegen Héichspannungs-DC-Bus ugeschloss sinn. D'Literatur huet eng Eenphas-PET-Topologie mat enger Gläichrichter-Stuf proposéiert, déi e véier-Level-Diode-Clamping-Circuit benotzt. Op en eenzegen Héichspannungs-DC-Bus follegt vun Input-Serie-Output-parallelen DABs, wéi gewisen. Dës Topologie kann an eng Dräi-Phasen-Struktur erweidert ginn, an d'Zuel vun de Spannungsniveauen kann op Basis vun den Ausdauerspannungsniveauen vum Apparat an dem Spannungsniveau op der Héichspannungssäit geännert ginn. Wéi d'MMC-Topologie kann d'NPC-Topologie och an der Isolatiounsphase ugewannt ginn, andeems den Héichspannungs-DC-Bus mam ... verbonne gëtt. Isolatiounstransformator, wéi gewisen. An der Literatur gouf en dräistufege diodegeklemmten NPC-Konverter op der Héichspannungssäit vun engem LLC-Resonanzkonverter ugewannt a mat engem 166kW/2kV~400V Prototyp verifizéiert. An der Literatur gouf en dräistufege diodegeklemmten NPC-Schaltkrees op engem Dräiphasen-DAB ugewannt, wouduerch ideal DAB-Spannungs- a Stroumcharakteristike erreecht goufen.

Wann d'NPC-Topologie als Gläichrichterstuf benotzt gëtt, brauch se keng isoléiert Gläichstroumbussen, wouduerch d'Zuel vun den Isolatiounsstufentransformatoren reduzéiert gëtt. Ausserdeem gëtt et a Dräi-Phasen-Strukturen keng Duebelleitungsfrequenz-Spannungsrippel um Bus. Well déi festgeklemmt Topologie awer eng grouss Zuel vu Klemmvorrichtungen erfuerdert, klëmmt d'Zuel vun de Klemmvorrichtungen mat der Zuel vun den Niveauen, wat d'Niveausdehnung schwéier an d'Redundanz schwéier z'erreechen mécht. Wat d'Steierung ugeet, sinn d'Stréim, déi an all Buskondensator vum NPC-Konverter fléissen, ënnerschiddlech, wat zu engem Kondensatorspannungsungläichgewiicht féiert. Fir NPC-Topologien iwwer dräi Niveauen gëtt et keen effektiven Spannungsausgläichsalgorithmus. Zousätzlech féieren ongläich Betribszäiten vun de Schalter bannen an ausserhalb vun den Äerm zu enger ongläicher Erhëtzung, déi nëmme geléist ka ginn, andeems d'Gesamt-Circuit-Topologie geännert gëtt.

Déi vill Schwieregkeeten, déi duerch d'Niveausdehnung entstinn, bedeiten, datt NPC-Topologien nëmmen a mëttleren/héichen Spannungsniveauen duerch Serienverbindung vun den Apparater oder d'Benotzung vun Héichspannungs-SiC-Apparater ugewannt kënne ginn. Wéi och ëmmer, bei méi niddrege Spannungsniveauen, am Verglach mat enger eenzeger H-Bréck-Topologie, huet en dräistufegen NPC nëmmen d'Halschent vun der Spannungshaltbarkeet a Spannungsbelaaschtung op all Schalttransistor, während en méi Spannungsniveauen ausgëtt, wat zu méi niddrege Filterufuerderunge beim Ausgang féiert. En huet bedeitend Uwendungsvirdeeler als Inverterstuf op der Nidderspannungssäit vun engem PET. Zum Beispill huet d'Literatur en dräistufegen, mat Dioden festgeklemmten NPC als Inverterstuf vun engem PET benotzt fir en Dräiphasenmotor unzedreiwen, experimentell Verifizéierung duerchzeféieren an eng gutt Motorundrifftsleistung a Geräischerleistung z'erreechen.