Inversor multinivel de paso X-Type con menor cantidad de componentes basado en el concepto de capacitor conmutado
Autores: Azimi, Erfan; Khodaparast, Aryorad; Rostami, Mohammad Javad; Adabi, Jafar; Adabi, M. Ebrahim; Rezanejad, Mohammad; M. G. Rodrigues, Eduardo; Pouresmaeil, Edris
Idioma: Inglés
Editor: MDPI
Año: 2020
Acceso abierto
Artículo científico
2020
Inversor multinivel de paso X-Type con menor cantidad de componentes basado en el concepto de capacitor conmutado
Categoría
Ingeniería y Tecnología
Subcategoría
Ingeniería Eléctrica y Electrónica
Palabras clave
Novel switched-capacitor
Escalera cerca de voltaje de CA sinusoidal
Control de nivel más cercano
Balance de auto voltaje
Baja frecuencia de conmutación
Flujo de potencia bidireccional
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Este documento tiene como objetivo presentar un inversor multicapa de condensadores conmutados novedoso. La estructura presentada genera una tensión alterna en forma de escalera casi sinusoidal utilizando una única fuente de corriente continua y unos pocos condensadores para aumentar la tensión de entrada. La estrategia de control de nivel más cercano (NLC) se utiliza para controlar el funcionamiento del convertidor. Estados de conmutación están diseñados de manera que siempre garantizan el equilibrio de autotensión de los condensadores. Baja frecuencia de conmutación, control simple y salida bipolar inherente son algunas de las ventajas del inversor presentado. En comparación con otras topologías existentes, la estructura requiere menos elementos de circuito. La capacidad de flujo de potencia bidireccional de la topología propuesta facilita el funcionamiento del circuito en una amplia gama de comportamientos de carga, lo que lo hace aplicable en la mayoría de las industrias. Además, se implementa un prototipo de laboratorio de 13 niveles para realizar y confirmar la eficacia del modelo de MATLAB Simulink bajo diferentes condiciones de carga. Los resultados de simulación y experimentales acreditan el rendimiento adecuado del convertidor. Finalmente, se logra una eficiencia teórica del 92.73%.
Descripción
Este documento tiene como objetivo presentar un inversor multicapa de condensadores conmutados novedoso. La estructura presentada genera una tensión alterna en forma de escalera casi sinusoidal utilizando una única fuente de corriente continua y unos pocos condensadores para aumentar la tensión de entrada. La estrategia de control de nivel más cercano (NLC) se utiliza para controlar el funcionamiento del convertidor. Estados de conmutación están diseñados de manera que siempre garantizan el equilibrio de autotensión de los condensadores. Baja frecuencia de conmutación, control simple y salida bipolar inherente son algunas de las ventajas del inversor presentado. En comparación con otras topologías existentes, la estructura requiere menos elementos de circuito. La capacidad de flujo de potencia bidireccional de la topología propuesta facilita el funcionamiento del circuito en una amplia gama de comportamientos de carga, lo que lo hace aplicable en la mayoría de las industrias. Además, se implementa un prototipo de laboratorio de 13 niveles para realizar y confirmar la eficacia del modelo de MATLAB Simulink bajo diferentes condiciones de carga. Los resultados de simulación y experimentales acreditan el rendimiento adecuado del convertidor. Finalmente, se logra una eficiencia teórica del 92.73%.