معرفي يك سلول جديد براي اينورتر چندسطحي با دو استراتژي اتصال آبشاري

Introduction of a New Module for Multilevel Inverter with Two Cascade Connection Strategies

با توجه به گسترش منابع انرژي تجديدپذير، براي ايجاد منابع AC مطمئن و پايدار، اينورترهاي چند سطحي با مدل‌ها و ساختارهاي متفاوت، جايگاه ويژه‌اي پيدا نموده‌اند. در اين مقاله، با در نظر گرفتن آرايشي متفاوت از نيمه‌هادي‌هاي الكترونيك قدرت، ساختار جديدي از اينورتر چند سطحي نامتقارن با دو نوع استراتژي اتصال آبشاري معرفي گرديده است كه در شاخص‌هاي مقايسه اينورترهاي چند سطحي نظير تعداد نيمه‌هادي‌ها، تعداد لينك‌هاي DC، تعداد سطوح قابل استحصال در خروجي، كاهش THD شكل موج خروجي و قابليت اتصال آبشاري قابل مقايسه با مدل‌هاي مشابه مي‌باشد. ساختار معرفي‌شده، به‌طور ذاتي قابليت توليد سطوح منفي در ولتاژ خروجي را بدون به‌كارگيري مدار جانبي (نظير مدار تمام‌ پل) دارد. ساختار پيشنهادي به‌صورت تك‌سلول، 13 سطح خروجي و در استراتژي‌هاي اتصال آبشاري به‌صورت دو سلول، 25 و 169 سطح خروجي را توليد مي‌نمايد. از نرم‌افزار MATLAB جهت شبيه‌سازي ساختار پيشنهادي و استراتژي‌هاي اتصال آبشاري آن استفاده شده است. همچنين به‌منظور اعتبارسنجي عملي، ساختار ارائه‌شده در آزمايشگاه الكترونيك قدرت ساخته شد و نتايج شكل موج خروجي آن مورد ارزيابي و مقايسه قرار گرفته است به‌طوري‌ كه در تمامي سطوح خروجي، ميزان سقف مجاز THD را رعايت نموده است كه عملكرد ساختار معرفي‌ شده و اتصالات آبشاري آن را مورد تأييد قرار مي‌دهند.

Multilevel inverters with various topologies are become significant power electronic devices based on the extension of renewable sources to create AC stable sources. In this paper, a new module of multilevel inverter with two cascade connections is introduced by different arrangement of semiconductor devices. The module is comparable with conventional multilevel inverter in the number of components, output levels, THD and modularity. The presented module has the inherent ability to produce negative levels without auxiliary circuit (such as H-Bridge). The proposed module creates 13 levels in single module and 25 and 169 levels in two cascade connection strategies. The module and its cascade connections strategies are simulated by Matlab. Also a prototype module is implemented in power electronics laboratory. The results show a good performance of introduced module and satisfy IEEE519 standard.