Z-kilde inverter - Z-source inverter

En Z-kildeomformer er en type strømomformer , et kredsløb, der konverterer jævnstrøm til vekselstrøm . Det fungerer som en buck-boost inverter uden at bruge DC-DC konverter bro på grund af sin unikke kredsløb topologi.

Impedans (Z-) kildenetværk giver et effektivt middel til effektkonvertering mellem kilde og belastning i en bred vifte af applikationer med elektrisk kraftkonvertering (dc – dc, dc – ac, ac – dc, ac– ac) [3], [4 ]. Z-kilderelateret forskning er vokset hurtigt siden den første gang blev foreslået i 2002 af prof. FZ Peng. En omfattende pulsbreddemodulationsplan for Z-kildeomformere blev foreslået af Prof. PC Loh og Prof. DM Vilathgamuwa [10]. Antallet af ændringer og nye Z-kildetopologier er vokset eksponentielt. Forbedringer af impedansenetværkerne ved at indføre koblet magnetik er også for nylig blevet foreslået for at opnå endnu højere spændingsforøgelse, mens der anvendes en kortere gennemskudstid [6]. De inkluderer Γ-kilde, T-kilde, trans-Z kilde, TZ-kilde, LCCT-Z-kilde (foreslået i 2011 af Dr. Marek Adamowicz og anvendelse af højfrekvent transformer forbundet i serie med to jævnstrømsblokerende kondensatorer) [ 16], højfrekvent transformator-isoleret og Y-kilde [5] netværk. Blandt dem er Y-kildenetværket (foreslået i år 2013 af Dr Yam P. Siwakoti) mere alsidigt og kan faktisk betragtes som det generiske netværk, hvorfra Γ-kilden, T-kilden og trans-Z- kildenetværk er afledt [6]. De netværksmæssige egenskaber ved dette netværk åbner en ny horisont for forskere og ingeniører til at udforske, udvide og ændre kredsløbet til en bred vifte af strømkonvertering applikationer.

Typer af omformere

Omformere kan klassificeres efter deres struktur:

1. Enfaset inverter:

Denne type inverter består af to ben eller to poler. (En pol er tilslutning af to kontakter, hvor kilde til en og afløb fra anden er forbundet, og dette fælles punkt tages ud).

2. Tre-faset inverter:

Denne type inverter består af tre ben eller poler eller fire ben (tre ben til faser og en til neutral).

Men omformere klassificeres også baseret på typen af ​​inputkilde. Og de er,

1. Spændingskilde-inverter (VSI)

I denne type inverter fungerer en konstant spændingskilde som input til inverterbroen . Den konstante spændingskilde opnås ved at forbinde en stor kondensator over jævnstrømskilden.

2. Strømkilde-inverter (CSI)

I denne type inverter, en konstant strøm kilde fungerer som input til inverteren bro. Den konstante strøm kilde opnås ved at forbinde en stor spole i serie DC-kilden.

Ulemper

Typiske invertere (VSI og CSI) har få ulemper. De er opført som,

  • Opfør dig kun i en boost- eller buck-operation. Således er det opnåelige udgangsspændingsområde begrænset, enten mindre eller større end indgangsspændingen.
  • Sårbar over for EMI-støj, og enhederne bliver beskadiget under åbne eller kortslutningsforhold.
  • Det kombinerede system med DC-DC boost-konverter og inverteren har lavere pålidelighed.
  • Hovedomskifterenheden i VSI og CSI kan ikke udskiftes.

Fordele ved ZSI

Fordelene ved Z-kilde inverter er angivet som følger,

  • Kilden kan enten være en spændingskilde eller en strømkilde. DC-kilden til en ZSI kan enten være et batteri, en dioderetterretter eller en tyristoromformer, en brændselscellestak eller en kombination af disse.
  • Hovedkredsløbet for en ZSI kan enten være den traditionelle VSI eller den traditionelle CSI.
  • Fungerer som en buck-boost inverter.
  • Belastningen af ​​en ZSC kan enten være induktiv eller kapacitiv eller en anden Z-kilde ntwrk.

Ansøgninger

  1. Vedvarende energikilder
  2. Elektriske køretøjer
  3. Motordrev

Referencer

[1]. 'Power Electronics' af M Rashid.

[2]. Fang Z. Peng, "Z-kilde inverter", i IEEE Transactions on Industry Applications, vol. 39, nr. 2, marts / april 2003, s. 504–510.

[3]. Yam P. Siwakoti, FZ Peng, F. Blaabjerg, PC Loh og GE Town, “Impedanskildenetværk til konvertering af elkraft - Del I: En topologisk gennemgang” IEEE Trans. på Power Electron., vol. 30, nr. 2, s. 699–716, februar 2015.

[4]. Yam P. Siwakoti, FZ Peng, F. Blaabjerg, PC Loh, GE Town og S. Yang, “Impedanskildenetværk til konvertering af elkraft - del II: gennemgang af kontrol- og moduleringsteknikker” IEEE Trans. på Power Electron., vol. 30, nr. 4, s. 1887–1905, apr. 2015.

[5]. Yam P. Siwakoti, PC Loh, F. Blaabjerg og GE Town, “Y-source Impedance Network,” IEEE Trans. Strømelektron. (Brev), bind. 29, nr. 7, s. 3250–3254, jul. 2014.

[6]. Yam P. Siwakoti, F. Blaabjerg og PC Loh, "Nyt magnetisk koblet impedans (Z-) kildenetværk", IEEE Trans. Power Electron., DOI: 10.1109 / TPEL.2015.2459233, juni 2015.

[7]. A. Florescu, O. Stocklosa, M. Teodorescu, C. Radoi, DA Stoichescu og S. Rosu, "Fordelene, begrænsningerne og ulemperne ved Z-kildeomformer", i IEEE Semiconductor Conference (CAS), bind. 2, 13. oktober 2010, s. 483–486.

[8]. Miaosen Shen, Alan Joseph, Jin Wang, Fang Z. Peng og Donald J. Adams, "Sammenligning af traditionelle invertere og Z-kildeomformere", i IEEE Power Electronics Specialists Conference (PESC), nr. 36, 16. juni 2005, s. 1692–1698.

[9]. Miaosen Shen og Fang Z. Peng, "Driftstilstande og karakteristika for Z-kildeomformeren med lille induktans", i IEEE Conference on Industry Applications, 2005, nr. 2, 2-6 oktober 2005, s. 1253-1260.

[10] Poh Chiang Loh, D. Mahinda Vilathgamuwa, Yue Sen Lai Geok Tin Chua og Yunwei Li, “Pulse-Width Modulation of Z-source inverters”, i IEEE Conference on Industry Applications, vol. 1, nr. 39, 3-7 oktober 2004, s. 148-155.

[11]. Shajith Ali, U. og Kamaraj, V., "A novel space vector PWM for Z-source inverter", i IEEE International Conference on Electrical Energy Systems (ICEES), 2011, s. 82-85.

[12]. Jingbo Liu, Jiangang Hu og Longya Xu, “Dynamisk modellering og analyse af Z-kildeomformer - Afledning af AC-signalmodel og designorienteret analyse” i IEEE-transaktioner på kraftelektronik, bind. 22, nr. 5, september 2007, s. 1786–1796.

[13]. Meera Murali, N. Gopalakrishnan, VN Pande, “Z-sourced Unified Power Flow Controller”, i 6. IET International Conference on Power Electronics, Machines and Drives, 2012, s. 1–7.

[14]. Xinping Ding, Zhaoming Qian, Shuitao Yang, Bin Cui og Fang Z Peng, “En gennemgang af enfasede nettilslutte invertere til solcellemoduler” i IEEE-transaktioner på industriapplikationer, bind. 41, nr. 5, september-oktober 2005, s. 2327-2332.

[15]. Mostafa Mosa; Haitham Abu-Rub; Jose Rodriguez, "Prædiktiv kontrol med høj ydeevne anvendt til trefasetilsluttet Quasi-Z-kilde-inverter", i IEEE Industrial Electronics Society, (IECON 2013) s. 5812–5817, 10.-13. November 2013.

[16]. Marek Adamowicz, "LCCT-Z-kildeomformere", i 10. internationale konference om miljø og elektroteknik (EEEIC), 2011.

[17]. Mostafa Mosa, Robert S. Balog og Haitham Abu-Rub, "Højtydende forudsigende kontrol af kvasi-impedans kildeomformer", i IEEE-transaktioner på kraftelektronik, vol. 32, nr. 4, s. 3251-3262, april 2017.