Control y implementación de la topología de inversor multinivel anidado integrado de conmutación mejorada en paralelo
Autores: Terbrack, Christoph; Speer, Sascha; Endisch, Christian
Idioma: Inglés
Editor: MDPI
Año: 2023
Acceso abierto
Artículo científico
2023
Control y implementación de la topología de inversor multinivel anidado integrado de conmutación mejorada en paralelo
Categoría
Ingeniería y Tecnología
Subcategoría
Ingeniería Eléctrica y Electrónica
Palabras clave
Eficiencia
Gestión de baterías
Inversores multinivel en cascada
Operación del inversor
Función de Conmutación
Celdas de batería
Licencia
CC BY-SA – Atribución – Compartir Igual
Consultas: 53
Citaciones: Sin citaciones
Debido a su alta eficiencia y capacidad avanzada de gestión de baterías, los inversores multinivel en cascada son una opción emocionante para los trenes de potencia eléctrica de batería. Un inversor multinivel en cascada nuevo y altamente eficiente es el Inversor Multinivel Anidado Integrado de Conmutación Mejorada en Paralelo. El inversor, con cuatro interruptores semiconductores por submódulo, puede reconfigurar celdas de batería individuales en serie y en paralelo y generar voltajes de fase positivos y negativos en una operación regular de cuatro cuadrantes. Por lo tanto, los grados emergentes de libertad en la gestión de baterías y la operación del inversor deben ser gestionados y mapeados en un Estado de Conmutación específico para cada interruptor. Dado que controlar el alto número de interruptores es relevante para la seguridad, esta publicación explica profundamente la funcionalidad del inversor. Introducimos una Función de Conmutación que acepta estados funcionales fáciles de entender como entrada, simplificando la investigación sobre algoritmos de control de nivel superior y capacidades avanzadas de gestión de baterías de una sola celda. Dado que la Función de Conmutación garantiza una operación segura y la contribución correcta de cada celda a la funcionalidad general del inversor, permite a los investigadores utilizarla con confianza y, por lo tanto, acelerar la investigación sobre la nueva topología prometedora. El método que describimos es rápido, simple, determinista y está diseñado para convertir las especificaciones de consigna en un Patrón de Conmutación ejecutable. Demostramos que nuestra Función de Conmutación es operable en un FPGA con una actualización de consigna de veinte kilohercios operando un inversor de 17 niveles.
Descripción
Debido a su alta eficiencia y capacidad avanzada de gestión de baterías, los inversores multinivel en cascada son una opción emocionante para los trenes de potencia eléctrica de batería. Un inversor multinivel en cascada nuevo y altamente eficiente es el Inversor Multinivel Anidado Integrado de Conmutación Mejorada en Paralelo. El inversor, con cuatro interruptores semiconductores por submódulo, puede reconfigurar celdas de batería individuales en serie y en paralelo y generar voltajes de fase positivos y negativos en una operación regular de cuatro cuadrantes. Por lo tanto, los grados emergentes de libertad en la gestión de baterías y la operación del inversor deben ser gestionados y mapeados en un Estado de Conmutación específico para cada interruptor. Dado que controlar el alto número de interruptores es relevante para la seguridad, esta publicación explica profundamente la funcionalidad del inversor. Introducimos una Función de Conmutación que acepta estados funcionales fáciles de entender como entrada, simplificando la investigación sobre algoritmos de control de nivel superior y capacidades avanzadas de gestión de baterías de una sola celda. Dado que la Función de Conmutación garantiza una operación segura y la contribución correcta de cada celda a la funcionalidad general del inversor, permite a los investigadores utilizarla con confianza y, por lo tanto, acelerar la investigación sobre la nueva topología prometedora. El método que describimos es rápido, simple, determinista y está diseñado para convertir las especificaciones de consigna en un Patrón de Conmutación ejecutable. Demostramos que nuestra Función de Conmutación es operable en un FPGA con una actualización de consigna de veinte kilohercios operando un inversor de 17 niveles.