Z-kilde inverter - Z-source inverter

En Z-kildeomformer er en type strømomformer , en krets som konverterer likestrøm til vekselstrøm . Den fungerer som en buck-boost inverter uten å bruke DC-DC converter bridge på grunn av sin unike krets topologi.

Impedans (Z-) kildenettverk gir et effektivt middel for kraftkonvertering mellom kilde og belastning i et bredt spekter av applikasjoner for elektrisk kraftkonvertering (dc – dc, dc – ac, ac – dc, ac– ac) [3], [4 ]. Z-kilderelatert forskning har vokst raskt siden den første gang ble foreslått i 2002 av professor FZ Peng. En omfattende pulsbreddemoduleringsskjema for Z-kildeomformere ble foreslått av prof. PC Loh og prof. DM Vilathgamuwa [10]. Antall modifikasjoner og nye Z-kildetopologier har vokst eksponentielt. Forbedringer av impedansenettverkene ved å innføre koblet magnetikk har også i det siste blitt foreslått for å oppnå enda høyere spenningsforsterkning, mens man bruker en kortere gjennomkoblingstid [6]. De inkluderer Γ-kilde, T-kilde, trans-Z-kilde, TZ-kilde, LCCT-Z-kilde (foreslått i 2011 av Dr Marek Adamowicz og bruker høyfrekvent transformator koblet i serie med to likestrøm-blokkerende kondensatorer) [ 16], høyfrekvente transformator-isolerte, og Y-kilde [5] nettverk. Blant dem er Y-kildenettverket (foreslått i år 2013 av Dr Yam P. Siwakoti) mer allsidig og kan faktisk sees på som det generiske nettverket, hvorfra Γ-kilden, T-kilden og trans-Z- kildenettverk er avledet [6]. De uforlignelige egenskapene til dette nettverket åpner en ny horisont for forskere og ingeniører for å utforske, utvide og modifisere kretsen for et bredt spekter av applikasjoner for kraftkonvertering.

Typer omformere

Omformere kan klassifiseres etter struktur:

1. Enfaset inverter:

Denne typen inverter består av to ben eller to poler. (En stolpe er tilkobling av to brytere der kilden til en og drenering av andre er koblet til og dette felles punktet blir tatt ut).

2. Tre-fase inverter:

Denne typen inverter består av tre ben eller staver eller fire ben (tre ben for faser og ett for nøytral).

Men omformere klassifiseres også basert på typen inngangskilde. Og de er,

1. Spenningskildeomformer (VSI)

I denne typen inverter fungerer en konstant spenningskilde som inngang til inverterbroen . Den konstante spenningskilden oppnås ved å koble en stor kondensator over likestrømskilden.

2. Strømkildeomformer (CSI)

I denne type av vekselretteren, en konstant strøm opptrer kilde som inngang til omformeren broen. Den konstante strøm kilden oppnås ved å forbinde en stor induktor i serie likestrømskilden.

Ulemper

Typiske omformere (VSI og CSI) har få ulemper. De er oppført som,

  • Oppfør deg bare i en boost- eller buck-operasjon. Dermed er det oppnåelige utgangsspenningsområdet begrenset, enten mindre eller større enn inngangsspenningen.
  • Sårbar for EMI-støy, og enhetene blir skadet i åpne eller kortslutningsforhold.
  • Det kombinerte systemet med DC-DC boost-omformer og inverter har lavere pålitelighet.
  • Hovedbryterenheten til VSI og CSI kan ikke byttes ut.

Fordeler med ZSI

Fordelene med Z-kilde inverter er oppført som følger,

  • Kilden kan være enten en spenningskilde eller en strømkilde. DC-kilden til en ZSI kan enten være et batteri, en dioderetterretter eller en tyristoromformer, en brenselcellestabel eller en kombinasjon av disse.
  • Hovedkretsen til en ZSI kan enten være den tradisjonelle VSI eller den tradisjonelle CSI.
  • Fungerer som en buck-boost inverter.
  • Belastningen til en ZSC kan enten være induktiv eller kapasitiv eller en annen Z-kilde ntwrk.

applikasjoner

  1. Fornybare energikilder
  2. Elektriske kjøretøy
  3. Motordrifter

Referanser

[1]. 'Power Electronics' av M Rashid.

[2]. Fang Z. Peng, “Z-source inverter”, i IEEE Transactions on Industry Applications, vol. 39, nr. 2, mars / april 2003, s. 504–510.

[3]. Yam P. Siwakoti, FZ Peng, F. Blaabjerg, PC Loh og GE Town, “Impedans Source Network for Electric Power Conversion - Part I: A Topological Review” IEEE Trans. på Power Electron., vol. 30, nei 2, s. 699–716, februar 2015.

[4]. Yam P. Siwakoti, FZ Peng, F. Blaabjerg, PC Loh, GE Town og S. Yang, “Impedans Source Network for Electric Power Conversion - Part II: Review of Control and Modulation Techniques” IEEE Trans. på Power Electron., vol. 30, nei 4, s. 1887–1905, apr. 2015.

[5]. Yam P. Siwakoti, PC Loh, F. Blaabjerg og GE Town, “Y-source Impedance Network,” IEEE Trans. Kraftelektron. (Letter), vol. 29, nei. 7, s. 3250–3254, juli 2014.

[6]. Yam P. Siwakoti, F. Blaabjerg og PC Loh, “New Magnetically Coupled Impedance (Z-) Source Networks,” IEEE Trans. Power Electron., DOI: 10.1109 / TPEL.2015.2459233, juni 2015.

[7]. A. Florescu, O. Stocklosa, M. Teodorescu, C. Radoi, DA Stoichescu og S. Rosu, “Fordelene, begrensningene og ulempene ved Z-kildeomformer”, i IEEE Semiconductor Conference (CAS), vol. 2, 13. oktober 2010, s. 483–486.

[8]. Miaosen Shen, Alan Joseph, Jin Wang, Fang Z. Peng og Donald J. Adams, “Comparison of Traditional inverters and Z-source inverter”, i IEEE Power Electronics Specialists Conference (PESC), nr. 36, 16. juni 2005, s. 1692–1698.

[9]. Miaosen Shen og Fang Z. Peng, "Operasjonsmodi og egenskaper for Z-kildeomformeren med liten induktans", i IEEE Conference on Industry Applications, 2005, nr. 2, 2-6 oktober 2005, s. 1253–1260.

[10] Poh Chiang Loh, D. Mahinda Vilathgamuwa, Yue Sen Lai Geok Tin Chua og Yunwei Li, “Pulse-Width Modulation of Z-source inverters”, i IEEE Conference on Industry Applications, vol. 1, nei 39, 3-7 oktober 2004, s. 148–155.

[11]. Shajith Ali, U. og Kamaraj, V., "A novel space vector PWM for Z-source inverter", i IEEE International Conference on Electrical Energy Systems (ICEES), 2011, s. 82–85.

[12]. Jingbo Liu, Jiangang Hu og Longya Xu, “Dynamic Modeling and Analysis of Z Source Converter- Derivation of AC Small Signal Model and Design-Oriented Analysis” i IEEE Transactions on Power Electronics, vol. 22, nei. 5, september 2007, s. 1786–1796.

[1. 3]. Meera Murali, N. Gopalakrishnan, VN Pande, “Z-Sourced Unified Power Flow Controller”, i 6. IET International Conference on Power Electronics, Machines and Drives, 2012, s. 1–7.

[14]. Xinping Ding, Zhaoming Qian, Shuitao Yang, Bin Cui og Fang Z Peng, “En gjennomgang av enfasede nettilkoblede omformere for solcellemoduler” i IEEE Transactions on Industry Applications, vol. 41, nr. 5, september-oktober 2005, s. 2327–2332.

[15]. Mostafa Mosa; Haitham Abu-Rub; Jose Rodriguez, "Prediktiv kontroll med høy ytelse brukt på trefasetilkoblet Quasi-Z-kildeomformer", i IEEE Industrial Electronics Society, (IECON 2013) s. 5812–5817, 10.-13. November 2013.

[16]. Marek Adamowicz, "LCCT-Z-kildeomformere", i 10. internasjonale konferanse om miljø og elektroteknikk (EEEIC), 2011.

[17]. Mostafa Mosa, Robert S. Balog og Haitham Abu-Rub, "High-Performance Predictive Control of Quasi-Impedance Source Inverter," i IEEE Transactions on Power Electronics, vol. 32, nei 4, s. 3251-3262, april 2017.