که در آن v_kp,ref و v_kn,ref ، نشان دهنده سیگنال مدولاسیون فاز k برای موج حامل ۱ و ۲ می باشد. این می تواند از معادله (۳-۱۵) دیده شود که سیگنال مدولاسیون، که با حامل ۲ (v_kn,ref) مقایسه می شود، برای فاز دارنده حداکثر مقدار، صفر خواهد شد. چون برابر با نصف تفاوت سیگنال مرجع و مقدار حداکثر در میان سیگنال های مرجع خواهد بود. به طور مشابه سیگنال مدوله کننده که با حامل ۱ (v_kp,ref) مقایسه خواهد شد، برای فاز دارنده حداقل مقدار صفر خواهد بود. با این حال فاز دارنده مقدار متوسط، ​​مقادیر غیر صفر برای هر دو سیگنال مدولاسیون خواهد داشت و آن به چهار دوره به جای دو دوره، در ولتاژ فاز خروجی مرتبط می شود.

( اینجا فقط تکه ای از متن فایل پایان نامه درج شده است. برای خرید متن کامل پایان نامه با فرمت ورد می توانید به سایت feko.ir مراجعه نمایید و کلمه کلیدی مورد نظرتان را جستجو نمایید. )

یک روش متفاوت برای ایجاد متوسط ​​صفر جریان نقطه خنثی در [۵۴] پیشنهاد شده است و آن به عنوان مدولاسیون بردار فضایی حالت شعاعی نامیده می شود. در این روش PWM ، حالت های کلیدزنی که طول بردار دارند، بکار گرفته نمی شوند. آنها بوسیله بردارهای بزرگی با طول v_dc.(3/ 2) تقریب زده می شوند، چرا که آنها جریان نقطه خنثی ایجاد نمی کنند. اگر یک ششم دایره اول دیاگرام بردار فضایی در نظر گرفته شود، حالت سوئیچینگ (+ ۰ -) بکار گرفته نمی شود. به جای این از حالات سوئیچینگ (+ + -) و(+ - -) استفاده شده است. جریان نقطه خنثی ناشی از بردارهای کوچک به طول ۳/ v_dc صفر است؛ چون هر دو حالت زائد (اضافی) کلیدزنی برای مقدار مساوی از زمان ، به منظور تولید بردارهای کوچک مساوی با هم و مخالف جریان نقطه خنثی بکار گرفته می شود.
توالی سوئیچ برای یک ششم دایره اول بردار فضایی در جدول(۳-۲) داده شده است. در جدول (۳-۲) این می تواند دیده شود که در توالی کلیدزنی برای سکتور فرعی ۳-۶ ، حالت کلیدزنی (+ + -) بعد از (+ - -) بکار گرفته می شود. این امر مستلزم روشن شدن فاز b از ترمینال N به ترمینال P از لینک DC بدون اتصال به ترمینال O می باشد. این توالی کلیدزنی در مقایسه با استراتژی مدولاسیون با بردارهای مجازی، تلفات اضافی سوئیچینگ در اینورتر سه سطحی ایجاد می کند و این ترجیح داده نمی شود.
جدول ۳-۲:توالی سوئیچینگ برای مدولاسیون بردار فضایی حالت شعاعی.

کنترل کننده ولتاژ نقطه خنثی براساس تکنیک های PWM جریان صفر نقطه خنثی

کنترل کننده های ولتاژ نقطه خنثی در [۵۳]، [۵۵] و[۵۶] ارائه شده است که براساس استراتژی های مدولاسیون تولید کننده مقدار متوسط صفر جریان نقطه خنثی در یک دوره سوئیچینگ می باشد. در این مورد جریان نقطه خنثی تنها قطعات سوئیچ- فرکانسی را حمل می کند. بنابراین خازن لینک DC مورد نیاز، حداقل می شود. در کنترل کننده های ارائه شده در [۵۳]، [۵۵] و[۵۶] افست به نسبت وظیفه های سوئیچ های اینورتر اضافه می شود.
در کنترل ارائه شده در [۵۵] از استراتژی مدولاسیون براساس بردار مجازی بهینه شده، برای اعوجاج پائین در ولتاژ خروجی استفاده می شود و این یک نسخه کلی از روش PWM است که در [۵۲] ارائه شده است. کنترل کننده ارائه شده در [۵۵] آفست مد مشترک DC را محاسبه می کند که به عنوان یک متغیر کنترل عمل می کند. آفست مد مشترک به ولتاژهای مرجع اضافه می گردد، به گونه ای که فرکانس سوئیچینگ بدون تغییر باقی بماند. این در مورد فاز دارنده حداقل مقدار ، به اضافه کردن آفست به سیگنال مدوله کننده برای حامل ۱ در مورد فاز دارنده حداکثر مقدار ، و اضافه کردن آفست به سیگنال مدوله کننده برای حامل ۲، و علاوه بر این در مورد فاز دارنده مقدار متوسط​​، اضافه کردن یک بخش از آفست به سیگنال مدوله کننده برای حامل ۱ و بقیه به سیگنال مدوله کننده برای حامل ۲ نیاز دارد. با این حال رابطه بین متغیر کنترل ( آفست مد مشترک DC ) و ولتاژ نقطه خنثی ، ناپیوسته می باشد و معیاری برای طراحی کنترل کننده ارائه نشده است.
پیاده سازی استراتژی PWM براساس حامل، که جریان نقطه خنثی صفر را تضمین می کند، در [۵۳] ارائه شده است، که به آگاهی از زاویه بردار ولتاژ مرجع نیاز ندارد. این باعث می شود پیاده سازی بسیار ساده باشد. کنترل کننده ولتاژ نقطه خنثی ارائه شده در [۵۳] همچنین یک اختلاف (آفست) به نسبت های سیکل وظیفه می افزاید. آفست اضافه شده به سیکل وظیفه یک فاز به نشانه ای از زمان های تغییرات ولتاژ نقطه خنثی جریان فاز بستگی دارد. این باعث می شود کنترل کننده ناپیوسته و غیرخطی گردد. معیار طراحی برای تعیین پارامترهای کنترل کننده نیز مورد بحث نیست.کنترل کننده بهینه بر اساس استراتژی مدولاسیون ارائه شده در [۵۳] ، در [۵۶] توسعه یافته است اما به اطلاعات از جریان های خروجی، شاخص مدولاسیون، فرکانس حامل، مقدار خازن لینک DC و ولتاژهای لینک DC نیاز دارد. این کنترل کننده پایداری در تمامی شرایط کارکرد را تضمین می کند، اما این به تلاش محاسباتی بالا برای کنترل کننده نیاز دارد.

مدولاسیون SVM

مقدمه

هدف اصلی از هر تکنیک مدولاسیون ، بدست آوردن خروجی متغیر با داشتن مولفه اصلی ماکزیمم و هارمونیک های مینیمم می باشد. روش مدلاسیون فضای بردار ی بهترین تکنیک برای کاربرد درایو فرکانس متغیر می باشد.
یکی از معروف توپولوژی های چند سطحی، مبدل چند سطحی دیود کلمپ است. شکل (۴-۱)، ساختار یک نمونه سه سطحی را نشان می دهد. با مقایسه این توپولوژی با مبدل ۲سطحی استاندارد، مشاهده می شود که دو برابر سوئیچ وجود دارد. به هر حال باید توجه داشت که ولتاژ نامی تزانزیستور در مبدل ۳سطحی، نصف مبدل ۲سطحی است. اگر چه ساختار اینورتر ۳ سطحی پیچیده به نظر می آید، اما سوئیچینگ به اندازه کافی راحت انجام می شود.

شکل ‏۴‑۱: موتور القایی سه فاز تغذیه شده توسط اینورتر سه سطحی دیود-کلمپ
شکل(۴-۲)، یک اینورتر دیود کلمپ سه سطحی تکفاز را در حالت های سوئیچینگ متناظر نشان می دهد. در اینجا فرض می شود که ترانزیستور بعه عنوان سوئیچ های ایده آل عمل می کنند؛ و خازن ها به اندازه نصف ولتاژ خط dc شارژ می شوند. همانطور که در قسمت (ب) شکل مشاهده می شود؛ در وضعیت سوئیچینگ ، ترانزیستورهایو از طریق ولتاژ اعمالی به گیتشان روشن می شوند؛ و ولتاژ خروجی برابر می شود. به طور مشابه در وضعیت سوئیچینگ ، ترانزیستورهایو روشن می شود؛ و در نتیجه ولتاژ خروجی برابرخواهد شد. این وضعیت سوئیچ ها، همانند مبدل۲ سطحی، دارای ۲ سطح ولتاژ است.

(الف) اینورتر سه سطحی تکفاز (ب) وضعیت سوئیچ

(د)وضعیت سوئیچینگ (ج)وضعیت سوئیچینگ
شکل ‏۴‑۲: اینورتر ولتاژ دیود کلمپ سه سطحی و حالات مختلف سوئیچپنگ
وضعیت حالتی است؛ که گیت ترانزیستورهایو تحریک می شود و این ترازیستورها روشن می گردند که این حالت در قسمت (ج) شکل نشان داده شده است. در این مورد نقطه a از طریق دیودها به نقطه اتصال خازن ها، متصل می شود؛ و ولتاژ خروجی خواهد شد.
برای هریک از وضعیت های سوئیچینگ، ولتاژ معکوس ترانزیستور برابر نصف ولتاژ خطdc است. در مقایسه اینورتر ۳ سطحی با ۲ سطحی، سطح اضافه شده، باعث می شود؛ ولتاژ خروجی دارای اختلالات هارمونیکی کمتری نسبت به ۲ سطحی باشد.
علاوه بر آن تلفات سوئیچینگ برای این مبدل کمتر از ۲ سطحی است. تلفات سوئیچینگ به وسیله کاهش ولتاژ معکوس ترانزیستور و افزایش تعداد ترانزیستور تنها یک بار در طول یک پریود، سوئیچ می شود؛ که این نیز باعث کاهش تلفات سوئیچینگ می شود. .حفظ کردن تعادل ولتاژ خازن ها، از طریق انتخاب وضعیت های اضافی سوئیچینگ، وضعیت هایی هستند؛ که ولتاژ های یکسان برای موتور ایجاد می کنند؛ اما باعث ایجاد جریان های خازنی متفاوت می شوند. به عنوان مثال وضعیت سوئیچینگ اضافی مبدل سه سطحی برای حالت ۲۴=sw و ۹=sw در شکل(۴-۳) نشان داده شده است.

(ب)وضعیت سوئیچینگ ۹=sw (الف)وضعیت سوئیچینگ ۲۴=sw
شکل ‏۴‑۳: وضعیت های سوئیچینگ اضافی مبدل ۳سطحی جهت بالانس خازن
می توان نشان داد که هر دو حالت سوئیچینگ، ولتاژهای یکسانی را روی بار تولیید می کنند.(فرض بر این است که ولتاژ های خازن ها تقریبا متعادل هستند). به هر حال به نظر می رسد؛ که جریانی که از خازن ها در هر مورد کشیده می شود؛ متفاوت از همه خواهند بود. مخصوصا اگر جریان فاز a مثبت باشد؛ بار خازنی را که متصل به آن است؛ را دشارژ می کند. در این مورد باید از طریق یک خازن ولتاژ بالا متصل شود. به عبارت دیگر اگر جریان فاز a منفی شود؛ آن باعث شارژ می شود؛ و بار باید از طریق خازن ولتاژ پایین تر متصل شود؛ بنابراین بالانس شدن ولتاژ خازن از طریق انتخاب وضعیت اضافی، یک روش آسان و درستی است.
مزایا مبدل های منبع ولتاژ چند سطحی با کلمپ دیودی:
زمانی که تعداد سطوح به حدکافی بالا باشد، محتویات هارمونیکی پایین خواهد بود و اجتناب از نیاز به فیلتر می باشد.
کارایی بالا می باشد؛ زیرا همه قطعات در فرکانس اصلی سوئیچ می شوند.
و معایب :
وقتی که تعداد سطوح بالا باشد، تعداد دیودهای کلمپ نیز زیاد خواهد بود.
مشکلات کنترل توان حقیقی عبوری برای مبدل منحصر به فرد می باشد.

تئوریSVM :

هر سیستم سه فاز تعریف شده به وسیله ی ، می تواند به صورت منحصربه فرد، به وسیله ی یک بردار چرخشی شود:
(۴-۱)
که در آن و می باشد.
نمایش برداری در یک سیستم سه فاز معین، به وسیله تبدیل ۲×۳ زیر به دست آورده می شود:
(۴-۲)
که درآن ، تشکیل یک سیستم سه فاز متعامد را می دهند؛ و می باشد. یک بردار به صورت منحصر ه فرد می تواند؛ در یک صفحه با این مولفه ها، تعریف شود.

شکل ‏۴‑۴: معادل بین سیستم سه فاز و نمایش برداری
تبدیلات معکوس در زیر داده شده اند:
(۴-۳)
که درآن می باشد. که یک مطابقت منحصربه فرد بین فضای برداری صفحه مختلط و یک سیستم سه فاز را نتیجه می دهد. مزایای اصلی استفاده از این نمایش ریاضیاتی در ادامه آورده شده است: