ترجمه فارسی عنوان مقاله

یک طرح ویژه‌ی تحمل خطا برای اینورتر چندسطحی با خازن شناور

عنوان انگلیسی

A Unique Fault-Tolerant Design for Flying Capacitor Multilevel Inverter

کد مقاله	سال انتشار	تعداد صفحات مقاله انگلیسی
52953	2015	9 صفحه PDF

منبع

Publisher : IEEE (آی تریپل ای)

Journal : IEEE TRANSACTIONS ON POWER ELECTRONICS,, Page(s): 979 - 987 ISSN : 0885-8993 INSPEC Accession Number: 8035416

فهرست مطالب ترجمه فارسی

چکیده

عبارات کلیدی

مقدمه

مروری بر توپولوژی FCMI چهارسطحی سه سلول و تکرارپذیری توپولوژی آن

شکل1. توپولوژی خازن شناور چهارسطحی سه سلول. (الف) ساختار اینورتر سه فاز، (ب) ساختار هر فاز.

شکل2. توپولوژی اینورتر منبع ولتاژ شناور چهارسطحی دو سلول.

جدول1 : اینورتر FBCS چهارسطحی دو سلول

تحلیل خطا برای FCMI چهارسطحی سه سلول

الف. خطاهای تک کلید

شکل3. پیکربندی مجدد مدار اینورتر چندسطحی خازن شناور سه سلول تحت شرایط خطای تک کلید.

جدول2 : عملیات برای خطاهای تک کلید

ب. خطاهای چندکلیده

طرح‌های تحمل خطای FCMI چهارسطحی

الف. بررسی نوع خطای کلید دچار خطا

شکل4. ماژول‌های کلید قدرت پیشنهادی برای رسیدگی به خطا.

ب. ساختار کلی طرح تحمل خطا

شکل5. طرح تحمل خطای خازن شناور چهارسطحی سه سلول با ویژگی متعادلسازی خازن

شکل6. دیاگرام کنترلی برای اینورتر تحمل خطای چهارسطحی سه سلول.

ج. تکنیک‌های مدولاسیون

شکل7. تکنیک مدولاسیون سینوسی- مثلثی چهارسطحی.

د. عملکرد بدون خطا و تکرارپذیری در هر فاز

جدول3: تکرارپذیری‌های اینورتر FCMI چهارسطحی سه سلول

جدول4: انتخاب‌های تکرارپذیری هر فاز FCMI چهارسطحی سه سلول با شرایط flag

ه. تکرارپذیری وضعیت کلیدزنی مشترک سه فاز

شکل8. رسم بردار فضایی FCMI چهارسطحی سه سلول.

جدول5: خلاصه‌ای از درجه‌ی خوبی برای فاز دچار خطا

و. عیب‌یابی خطا

شبیه‌سازی رایانه‌ای

شکل9. شکل‌موج شبیه‌سازی برای اینورتر چهارسطحی سه سلول تحت حالت بدون خطا (متعادلسازی خازن هر فاز).

شکل10. شکل‌موج شبیه‌سازی برای اینورتر چهارسطحی سه سلول تحت حالت خطای تک کلید (چشم‌پوشی از زمان عیب‌یابی خطا).

شکل11. شکل‌موج شبیه‌سازی برای اینورتر چهارسطحی سه سلول تحت حالت خطای چندکلیده.

اعتبارسنجی آزمایشگاهی

شکل12. اندازه‌گیری‌های آزمایشگاهی برای مطالعه‌1.

شکل13. اندازه‌گیری‌های فیلتر شده برای مطالعه 1.

شکل14. اندازه‌گیری‌های آزمایشگاهی برای مطالعه 2.

نتیجه‌گیری

ترجمه کلمات کلیدی

خازن‌های شناور، اینورترهای چندسطحی، خطای تک کلید

کلمات کلیدی انگلیسی

Flying capacitor, multilevel inverters, singleswitch fault

ترجمه چکیده

این مقاله یک طرح ویژه برای اینورترهای چندسطحی نوع خازن شناور با ویژگی‌های تحمل خطا ارائه می‌دهد. وقتی خطای تک کلید در یک فاز رخ می‌دهد، طرح جدید قادر است با اتصال کوتاه کردن نیمه‌هادی‌های دچار خطا و بازسازی کنترل‌های گیت، همچنان همان تعداد سطوح تبدیل را فراهم کند. جذاب‌ترین نکته‌ی طرح ارائه شده این است که می‌تواند بدون از دست دادن کیفیت تبدیل توان، خطای تک کلید در یک فاز را تحمل کند. علاوه بر این، اگر خطاهای چندگانه‌ای در فازهای مختلف رخ دهد و هر فاز تنها دارای یک کلید دچار خطا باشد، طرح ارائه شده همچنان قادر است سطوح تبدیل ولتاژ مستمری را به صورت مشروط فراهم کند. این مقاله همچنین روش متعادلسازی ولتاژ خازن تحت شرایط خطا را بحث می‌کند، که بخشی ضروری در کنترل اینورترهای چندسطحی نوع خازن شناور محسوب می‌شود. روش‌های پیشنهادی رفع خطا نیز در این مقاله بحث می‌شوند. شبیه‌سازی رایانه‌ای و نتایج آزمایشگاهی موید روش‌های کنترلی ارائه شده است.

ترجمه مقدمه

قلب بیشتر طرح‌های نوین اینورتر dc/ac در برگیرنده‌ی مفهوم چندسطی بودن است، که با اعمال تعدادی گام کوچک ولتاژ در ولتاژهای خط به زمین، کیفیت توان را افزایش می‌دهد. تلفات کمتر و جریان الکترومغناطیسی بهبودیافته (EMC) از مزایای دیگر مبدل‌های چندسطحی است [1]-[7]. عیب اصلی مبدل‌های چندسطحی نیاز آنها به تعداد زیادی نیمه‌هادی توان است. بیشتر مطالعات اینورترهای چندسحی روی توپولوژی و مفاهیم کنترلی آنها متمرکز است و برخی نیز به موضوع تحمل خطا پرداخته‌اند [8]-[13]. تحمل خطا یک زمینه‌ی مهم با در نظر گرفتن کاهش مدت از کار افتادگی در فرایندهای صنعتی و قابلیت نجات سیستم‌های کششی کشتی‌های ناوگان دریایی است. مراجع [14]-[18] از جوانب گوناگونی به موضوع خطای مبدل‌های دوسطحی مرسوم پرداخته‌اند. وقتی مبدل‌های دوسطحی معمولی در یک سیستم حساس از نظر ایمنی به کار می‌روند، می‌توان از مدل‌های دوقلو یا سه قلو برای رسیدگی به وضعیت خطا بهره برد. با این حال به دلیل مسائل مربوط به هزینه و اندازه، این موضوع به یک راهکار غیرعملی برای بیشتر مبدل‌های چندسطحی تبدیل می‌شود. با همه‌ی این‌ها، تکرارپذیری که از جوانب مختلف می‌توان به آن نگریست، یک راهکار ایده‌آل به شمار نمی‌آید. نوع دیگری از تکرارپذیری، یعنی تکرارپذیری پیکربندی توپولوژی، مسیری را برای طراحی سیستم اینورتر چندسطحی با ویژگی‌های تحمل خطا پررنگ‌ می‌کند. یک سیستم اینورتر چندسطحی در صورتی که توپولوژی آن دارای چندین پیکربندی مختلف کلیدزنی برای تولید تعداد یکسانی سطح ولتاژ خط به زمین باشد، دارای این نوع دسترسی به تکرارپذیری است. اینورتر چندسطحی با دیود کلمپ شده (DCMI) [1]، [2] و اینورتر چندسطحی با خازن شناور (FCMI) [3]، [4] دو نوع توپولوژی محبوب برای اینورترهای چندسطجی به شمار می‌آیند. مراجع [8]-[12] ویژگی‌های تحمل خطای DCMI و FCMI را بحث می‌کنند که با از دست دادن برخی سطوح تبدیل موقع وقوع خطا، راهکارهایی برای تحمل خطا فراهم می‌کنند. این مقاله یک راهکار ویژه برای اینورتر چندسطحی تحمل خطای نوع چهارسطحی ارائه می‌دهد که قادر است حتی تحت شرایط خطای تک کلید در یک فاز، همچنان سطوح تبدیل مستمری را فراهم سازد. توپولوژی FCMI در مقایسه با DCMI دارای تکرارپذیری وضعیت کلیدزنی بیشتری برای هر سطح تبدیل ولتاژ بوده و سطوح ولتاژ تکرارپذیر بیشتری دارد که شانس‌های بیشتری را برای متعادلسازی ولتاژ خازن فراهم می‌کند [7]. بنابراین، توپولوژی FCMI در این طرح تحمل خطا اتخاذ شده است.

دانلود رایگان 2 صفحه اول مقاله لاتین (PDF)

پیش نمایش مقاله

چکیده انگلیسی

This paper presents a unique design for flying capacitor type multilevel inverters with fault-tolerant features. When a single-switch fault per phase occurs, the new design can still provide the same number of converting levels by shorting the fault power semiconductors and reconfiguring the gate controls. The most attractive point of the proposed design is that it can undertake the single-switch fault per phase without sacrificing power converting quality. Future more, if multiple faults occur in different phases and each phase have only one fault switch, the proposed design can still conditionally provide consistent voltage converting levels. This paper will also discuss the capacitor balancing approach under fault-conditions, which is an essential part of controlling flying capacitor type multilevel inverters. Suggested fault diagnosing methods are also discussed in this paper. Computer simulation and lab results validate the proposed controls.