Un nuevo inversor multinivel en cascada para una estructura modular y componentes pasivos reducidos
Autores: Das, Durbanjali; Mahato, Bidyut; Chandan, Bikramaditya; Joshi, Hitesh; Mahto, Kailash Kumar; Das, Priyanath; Fotis, Georgios; Vita, Vasiliki; Mann, Michael
Idioma: Inglés
Editor: MDPI
Año: 2024
Acceso abierto
Artículo científico
2024
Un nuevo inversor multinivel en cascada para una estructura modular y componentes pasivos reducidos
Categoría
Ingeniería y Tecnología
Subcategoría
Ingeniería Eléctrica y Electrónica
Palabras clave
Calidad de energía
Inversores multinivel
Niveles de voltaje
Dispositivos de conmutación
Aplicaciones de energía renovable
Distorsión armónica
Licencia
CC BY-SA – Atribución – Compartir Igual
Consultas: 30
Citaciones: Sin citaciones
En aplicaciones de alta potencia, lograr una calidad de energía adecuada en el diseño de convertidores de potencia se logra utilizando inversores multinivel en lugar de utilizar inversores de dos y tres niveles. El dispositivo genera una tensión de salida sinusoidal, lo que resulta en una menor distorsión armónica total y menor estrés de voltaje en los interruptores y conduce a una menor interferencia electromagnética, lo que lo hace adecuado para su uso en aplicaciones de energía renovable. Sin embargo, para ilustrar las ventajas mencionadas anteriormente, se requiere un número significativo de dispositivos de conmutación y fuentes de CC al aumentar los niveles de voltaje. Este artículo propone un método de generación de voltaje asimétrico, que opera en una proporción de 1:5 y genera 25 niveles utilizando 11 interruptores de potencia. La topología es modular en su estructura y cada módulo tiene un menor conteo de componentes, lo que reduce significativamente el costo total. La topología propuesta es capaz de generar niveles de voltaje de salida negativos sin utilizar una configuración de puente H, donde solo se utilizan tres interruptores para generar cualquier nivel de voltaje. La funcionalidad del módulo desarrollado se modifica fijando diferentes valores de voltaje en las fuentes de CC. Este artículo también presenta un examen exhaustivo del circuito y el funcionamiento de varios niveles de voltaje. Las ventajas del inversor propuesto se han demostrado mediante investigaciones comparativas con las topologías MLI existentes actualmente. En última instancia, tanto la simulación como los hallazgos experimentales validaron las capacidades prácticas.
Descripción
En aplicaciones de alta potencia, lograr una calidad de energía adecuada en el diseño de convertidores de potencia se logra utilizando inversores multinivel en lugar de utilizar inversores de dos y tres niveles. El dispositivo genera una tensión de salida sinusoidal, lo que resulta en una menor distorsión armónica total y menor estrés de voltaje en los interruptores y conduce a una menor interferencia electromagnética, lo que lo hace adecuado para su uso en aplicaciones de energía renovable. Sin embargo, para ilustrar las ventajas mencionadas anteriormente, se requiere un número significativo de dispositivos de conmutación y fuentes de CC al aumentar los niveles de voltaje. Este artículo propone un método de generación de voltaje asimétrico, que opera en una proporción de 1:5 y genera 25 niveles utilizando 11 interruptores de potencia. La topología es modular en su estructura y cada módulo tiene un menor conteo de componentes, lo que reduce significativamente el costo total. La topología propuesta es capaz de generar niveles de voltaje de salida negativos sin utilizar una configuración de puente H, donde solo se utilizan tres interruptores para generar cualquier nivel de voltaje. La funcionalidad del módulo desarrollado se modifica fijando diferentes valores de voltaje en las fuentes de CC. Este artículo también presenta un examen exhaustivo del circuito y el funcionamiento de varios niveles de voltaje. Las ventajas del inversor propuesto se han demostrado mediante investigaciones comparativas con las topologías MLI existentes actualmente. En última instancia, tanto la simulación como los hallazgos experimentales validaron las capacidades prácticas.