طراحی، شبیه¬سازی و آنالیز اینورتر منبع ولتاژ چند سطحی خازن شناور مبتنی بر ساختار نیم سلولی (HFCMI) با استفاده از روش مدولاسیون CBPWM توسعه یافته

امروزه اینورترهای چند سطحی به علت عملکرد ممتاز خود نسبت به اینورترهای دو سطحی، به طور فزاینده¬ای در کاربردهای توان متوسط و بالا مورد استفاده قرار می¬گیرند. در این مقاله ساختاری جدید از اینورترهای چند سطحی خازن شناور مبتنی بر ساختار نیم سلولی (HFCMI) طراحی شده است که نسبت به اینورتر چند سطحی خازن شناور معمولی دارای کلیدهای قدرت کمتری می¬باشد. هرچه تعداد کلیدها کمتر باشد، هزینه¬ها کمتر و تلفات ناشی از کلید زنی کاهش می¬یابد و همچنین باعث بالا رفتن قابلیت اطمینان سیستم و کنترل آسان کلیدها می¬شود. جهت کاهش تعداد کلیدها و خازن¬ها، اینورتر پیشنهادی به صورت نیم سلولی طراحی شده است. همچنین ساختار پیشنهادی می¬تواند سطوح بیشتری را در شکل موج ولتاژ خروجی ایجاد نماید تا به شکل موج سینوسی نزدیک¬تر شود. برای کنترل کلیدها در اینورتر HFCMI از روش مدولاسیون جدیدی که توسعه‌یافته روش مدولاسیون CBPWM از نوع شیفت سطح می¬باشد استفاده شده است. در این روش محل وقوع هارمونیک¬ها به دو برابر موقعیت شاخص مدولاسیون فرکانس و مضارب صحیح آن منتقل شده و در نتیجه با دور شدن از مؤلفه اصلی می¬توان به کاهش قابل‌توجه شاخص THD% ولتاژ خروجی در مقایسه با روش مرسوم مدولاسیون CBPWM از نوع شیفت سطح اشاره نمود. اینورتر ارائه شده در این مقاله توسط دو روش مدولاسیون CBPWM معمولی و CBPWM توسعه یافته در محیط نرم¬افزاری MATLAB/Simulink شبیه¬سازی شده و نتایج شبیه¬سازی، بهبود پروفیل هارمونیکی ولتاژ خروجی اینورتر را در حالت CBPWM توسعه یافته اثبات می¬کند.

اینورتر چند سطحی خازن شناور FCMI، روش مدولاسیون CBPWM، ساختار نیم سلولی، اعوجاج هارمونیکی¬کل THD.