دانلود مقاله اینورتر چند سطحی قابل توسعه بر اساس ساختار سوئیچ خازن
ترجمه نشده

دانلود مقاله اینورتر چند سطحی قابل توسعه بر اساس ساختار سوئیچ خازن

عنوان فارسی مقاله: اینورتر چند سطحی قابل توسعه جدید بر اساس ساختار سوئیچ خازن
عنوان انگلیسی مقاله: Novel extensible multilevel inverter based on switched-capacitor structure
مجله/کنفرانس: مجله الکترونیک قدرت - Journal of Power Electronics
رشته های تحصیلی مرتبط: مهندسی برق
گرایش های تحصیلی مرتبط: مهندسی کنترل - مهندسی الکترونیک
کلمات کلیدی فارسی: اینورتر چند سطحی - خازن سوئیچ - متعادل کننده - افزایش ولتاژ - تنش ولتاژ پایین
کلمات کلیدی انگلیسی: Multilevel inverter - Switched-capacitor - Self-balancing - Voltage gain - Low-voltage stress
نوع نگارش مقاله: مقاله پژوهشی (Research Article)
شناسه دیجیتال (DOI): https://doi.org/10.1007/s43236-022-00450-w
نویسندگان: Yaoqiang Wang - Juncheng Ye - Ruohan Ku - Yi Wang - Jun Liang
دانشگاه: School of Electrical Engineering, Zhengzhou University, China
صفحات مقاله انگلیسی: 13
ناشر: اسپرینگر - Springer
نوع ارائه مقاله: ژورنال
نوع مقاله: ISI
سال انتشار مقاله: 2022
ایمپکت فاکتور: 1.119 در سال 2020
شاخص H_index: 35 در سال 2022
شاخص SJR: 0.314 در سال 2020
شناسه ISSN: 1598-2092
شاخص Quartile (چارک): Q3 در سال 2020
فرمت مقاله انگلیسی: PDF
وضعیت ترجمه: ترجمه نشده است
قیمت مقاله انگلیسی: رایگان
آیا این مقاله بیس است: بله
آیا این مقاله مدل مفهومی دارد: دارد
آیا این مقاله پرسشنامه دارد: ندارد
آیا این مقاله متغیر دارد: دارد
آیا این مقاله فرضیه دارد: ندارد
کد محصول: e16655
رفرنس: دارای رفرنس در داخل متن و انتهای مقاله
فهرست مطالب (ترجمه)

چکیده

1. مقدمه

2 توپولوژی پیشنهادی

3 طراحی مدولاسیون و ظرفیت

4 تجزیه و تحلیل مقایسه و محاسبه تلفات

5 شبیه سازی و تجزیه و تحلیل آزمایش

6. نتیجه گیری

منابع

فهرست مطالب (انگلیسی)

Abstract

1 Introduction

2 Proposed topology

3 Modulation and capacitance design

4 Comparison analysis and losses calculation

5 Simulation and experiment analysis

6 Conclusion

References

بخشی از مقاله (ترجمه ماشینی)

چکیده

     اینورترهای چند سطحی (MLIs) نقش مهمی در تحقیقات در مورد تبدیل انرژی تجدیدپذیر ایفا می کنند. با این حال، در طراحی های سنتی، فشار ولتاژ بالا دستگاه های سوئیچینگ و تعداد زیاد کلیدها، کاربرد گسترده اینورتر را محدود می کند. برای بهبود این مشکلات، این مقاله یک اینورتر چند سطحی با خازن سوئیچ (SCMLI) پیشنهاد می‌کند. در مقایسه با MLIهای سنتی، SCMLI پیشنهادی از یک ساختار خازن سوئیچ شده استفاده می‌کند، جایی که خازن‌ها می‌توانند بدون روش‌های کمکی به خود تعادلی ولتاژ دست یابند. بنابراین، تغییر قطب مثبت و منفی سطح خروجی را بدون نیاز به پل H امکان پذیر می کند. علاوه بر این، با افزایش سطح در ساختار SCMLI منبسط شده، حداکثر ولتاژ مسدود کننده را می توان ثابت نگه داشت. برای نشان دادن مزایای ساختار پیشنهادی، یک نمونه اولیه SCMLI پنج سطحی منبع dc منفرد توسعه‌یافته ساخته شده است. از طریق تجزیه و تحلیل مقایسه ای با توپولوژی های مختلف، این مقاله همچنین مزایای توپولوژی پیشنهادی را از نظر بهره ولتاژ خروجی، تعداد سطوح خروجی و تنش ولتاژ ارائه می دهد. در نهایت، درستی و امکان‌سنجی اینورتر پیشنهادی با آزمایش‌های گسترده تایید می‌شود.

توجه! این متن ترجمه ماشینی بوده و توسط مترجمین ای ترجمه، ترجمه نشده است.

بخشی از مقاله (انگلیسی)

Abstract

     Multilevel inverters (MLIs) play an important role in research on renewable energy conversion. However, in traditional designs, the high-voltage stress of switching devices and the large number of switches limit the wide application of the inverter. To ameliorate these problems, this paper proposes a switched-capacitor multilevel inverter (SCMLI). When compared with traditional MLIs, the proposed SCMLI utilizes a switched-capacitor structure, where the capacitors can achieve voltage self-balancing without auxiliary methods. Thus, it permits changes of the positive and negative polarity of the output level without the need for an H-bridge. In addition, with the augment of the level in the expanded SCMLI structure, the maximum blocking voltage can be kept constant. To show the advantages of the proposed structure, an extensible single dc source five-level SCMLI prototype has been built. Through a comparative analysis with different topologies, this paper also presents the advantages of the proposed topology in terms of the output voltage gain, number of output levels, and voltage stress. Finally, the correctness and feasibility of the proposed inverter are validated by extensive experiments.

Introduction

     In recent years, multilevel inverters (MLIs) have become attractive converters in numerous applications such as renewable energy systems, motor drives, distributed generation systems, UPS systems, and fexible alternating current transmission system (FACTS) [1–3]. When compared with the traditional two-level inverters, MLIs have many advantages such as lower total harmonic distortion, reduced dv/ dt stresses, lower switching frequency, etc. [4]. In general, classic MLIs include neutral-point-clamped (NPC), fying capacitor (FC), and cascaded H-bridge (CHB) inverters. However, NPC and FC inverters employ a large number of clamping diodes and capacitors along with the increase of output levels, which inevitably raises the cost of topologies and the complexity of control strategies [5, 6]. Cascaded H-bridge MLIs have problems in terms of the lack of boost capacity and the need for multiple isolated dc sources [7, 8].

     To alleviate the problems of traditional MLIs, switchedcapacitor multilevel inverters (SCMLIs) have been proposed in [9–14]. SCMLIs can achieve multilevel output with a single dc source and fewer power devices. The fve-level inverter proposed in [9] uses only eight switches, but the topology contains two extra diodes and the working states for most of the switch pairs are inconsistent. In [10], a sevenlevel inverter with a single dc voltage source and 12 switches was proposed. Although the topology in [11] employs ten switches to output seven levels, there are still four extra diodes and ten gate drivers are required. The same issue can be found in [13], where the nine-level inverter can achieve twice voltage gain using many diodes and drivers. In addition, two capacitors are discharged for most of a cycle, which may bring about a large voltage ripple and the imbalance of capacitor voltage.

Conclusion

     This study presents an extensible single dc source fve-level MLI based on a switched-capacitor structure. The proposed MLI eliminates the need for H-bridge due to the inherent polarity reversal capability. In addition, the voltage of two capacitors can be self-balanced without any auxiliary circuits. Although ten switches are employed, only two switches have a voltage stress of 2Vdc, and only fve gate drivers are required, which signifcantly reduces the total voltage stress and cost of proposed inverter. In addition, the output levels and boosting factor can be raised by employing multiple switched-capacitor cells. Moreover, the maximum blocking voltage for all of the switches is kept within 2Vdc in the extended structure. A comparative study with other topologies showed that the proposed inverter has the advantages of reducing the TSV, the MBV, and the number of the power devices. Finally, the correctness and feasibility of the proposed multilevel inverter are validated through the simulation and experiment results obtained from a laboratory prototype.