Modulación de desplazamiento de fase de medio ciclo para convertidor multietapa modular híbrido con operación de amplio rango
Autores: Ma, Junchao; Peng, Yan; Su, Zimeng; Gu, Yilei; Ni, Qiulong; Yang, Ying; Wang, Yi; Liu, Jianing
Idioma: Inglés
Editor: MDPI
Año: 2024
Acceso abierto
Artículo científico
2024
Modulación de desplazamiento de fase de medio ciclo para convertidor multietapa modular híbrido con operación de amplio rango
Categoría
Ingeniería y Tecnología
Subcategoría
Ingeniería Eléctrica y Electrónica
Palabras clave
Convertidores modulares multinivel híbridos
Eslabones de cadena de submódulos
Interruptores en serie de dispositivos
Relación de modulación fija
Modulación de desplazamiento de fase de media onda
ángulo de conmutación
Licencia
CC BY-SA – Atribución – Compartir Igual
Consultas: 33
Citaciones: Sin citaciones
Los convertidores modulares multinivel híbridos (MMCs), que combinan eslabones de cadena de submódulos y interruptores en serie de dispositivos, ofrecen ventajas como costos más bajos y volúmenes más pequeños en comparación con los MMCs. Sin embargo, los MMCs híbridos solo operan a una relación de modulación fija, lo que podría comprometer la capacidad de ajuste del sistema. Este documento presenta una estrategia de modulación de desplazamiento de fase de media onda (HPSM) destinada a ampliar el rango de operación de un MMC híbrido. Primero, se introduce el ángulo de conmutación como variable de control para cambiar la relación de modulación de voltaje fijo. El equilibrio de energía del convertidor se completa ajustando el ángulo de conmutación. Luego, se analiza el rendimiento de operación del convertidor multinivel alternante de media onda (HAMC) con la estrategia HPSM propuesta. Finalmente, se realizan simulaciones a gran escala para verificar el análisis teórico y la viabilidad de la estrategia de control propuesta. En comparación con la estrategia de inyección de corriente armónica de tercer orden (THCI), HPSM reduce las pérdidas operativas en un 50% y demuestra un rendimiento de control superior.
Descripción
Los convertidores modulares multinivel híbridos (MMCs), que combinan eslabones de cadena de submódulos y interruptores en serie de dispositivos, ofrecen ventajas como costos más bajos y volúmenes más pequeños en comparación con los MMCs. Sin embargo, los MMCs híbridos solo operan a una relación de modulación fija, lo que podría comprometer la capacidad de ajuste del sistema. Este documento presenta una estrategia de modulación de desplazamiento de fase de media onda (HPSM) destinada a ampliar el rango de operación de un MMC híbrido. Primero, se introduce el ángulo de conmutación como variable de control para cambiar la relación de modulación de voltaje fijo. El equilibrio de energía del convertidor se completa ajustando el ángulo de conmutación. Luego, se analiza el rendimiento de operación del convertidor multinivel alternante de media onda (HAMC) con la estrategia HPSM propuesta. Finalmente, se realizan simulaciones a gran escala para verificar el análisis teórico y la viabilidad de la estrategia de control propuesta. En comparación con la estrategia de inyección de corriente armónica de tercer orden (THCI), HPSM reduce las pérdidas operativas en un 50% y demuestra un rendimiento de control superior.