Métodos de supresión de ondulación de voltaje para el capacitor en submódulos convertidores multinivel modulares que emplean un canal de conmutación de modulación de ancho de pulso invertido
Autores: Yang, Wenguang; Yao, Fei; Zhou, Yongyang
Idioma: Inglés
Editor: MDPI
Año: 2022
Acceso abierto
Artículo científico
2022
Métodos de supresión de ondulación de voltaje para el capacitor en submódulos convertidores multinivel modulares que emplean un canal de conmutación de modulación de ancho de pulso invertido
Categoría
Ingeniería y Tecnología
Subcategoría
Ingeniería Eléctrica y Electrónica
Palabras clave
Convertidores modulares multinivel
Voltaje del capacitor
Estrategia de supresión de ondulaciones
Canal de conmutación PWM
Capacitor de pinzamiento
Densidad de potencia
Licencia
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Citaciones: Sin citaciones
Los convertidores modulares multinivel (MMCs) se aplicarán ampliamente en sistemas de energía integrados a bordo debido a sus altos niveles de salida de energía eléctrica y salidas de forma de onda sinusoidal de buena calidad. Sin embargo, el voltaje del capacitor de los MMCs fluctúa mucho debido a que el proceso de carga-descarga del capacitor es continuo cuando el sistema está funcionando. Con el fin de reducir eficientemente las ondulaciones de voltaje, en este documento se propone una estrategia de supresión de ondulaciones de voltaje del capacitor que emplea un canal de conmutación PWM invertido. Para un par de submódulos de brazo superior e inferior, se construye un canal de conmutación. Luego, el voltaje de ondulación más alto posible puede ser compensado ya que la dirección de fluctuación del voltaje de los capacitores del brazo superior y del inferior se invertiría. Además, se agrega un capacitor de sujeción al canal de conmutación para suprimir aún más el voltaje de fluctuación en un 78%. En comparación con los métodos tradicionales de supresión de capacitancia grande, solo se utiliza el 12% de la capacitancia en el método propuesto. Tanto la confiabilidad como la densidad de potencia del MMC propuesto aumentaron, y no hay pérdidas adicionales en comparación con los métodos anteriores de supresión de ondulaciones de voltaje. La efectividad de la estrategia propuesta de supresión de ondulaciones de voltaje se verifica mediante los resultados de simulación.
Descripción
Los convertidores modulares multinivel (MMCs) se aplicarán ampliamente en sistemas de energía integrados a bordo debido a sus altos niveles de salida de energía eléctrica y salidas de forma de onda sinusoidal de buena calidad. Sin embargo, el voltaje del capacitor de los MMCs fluctúa mucho debido a que el proceso de carga-descarga del capacitor es continuo cuando el sistema está funcionando. Con el fin de reducir eficientemente las ondulaciones de voltaje, en este documento se propone una estrategia de supresión de ondulaciones de voltaje del capacitor que emplea un canal de conmutación PWM invertido. Para un par de submódulos de brazo superior e inferior, se construye un canal de conmutación. Luego, el voltaje de ondulación más alto posible puede ser compensado ya que la dirección de fluctuación del voltaje de los capacitores del brazo superior y del inferior se invertiría. Además, se agrega un capacitor de sujeción al canal de conmutación para suprimir aún más el voltaje de fluctuación en un 78%. En comparación con los métodos tradicionales de supresión de capacitancia grande, solo se utiliza el 12% de la capacitancia en el método propuesto. Tanto la confiabilidad como la densidad de potencia del MMC propuesto aumentaron, y no hay pérdidas adicionales en comparación con los métodos anteriores de supresión de ondulaciones de voltaje. La efectividad de la estrategia propuesta de supresión de ondulaciones de voltaje se verifica mediante los resultados de simulación.