Инвертор Z-источника - Z-source inverter

А Инвертор Z-источника это тип инвертор мощности, схема, преобразующая постоянный ток к переменный ток. Благодаря своей уникальной топологии схемы он работает как повышающий-понижающий инвертор без использования моста преобразователя постоянного тока.

Импедансные (Z-) сети источников обеспечивают эффективное средство преобразования энергии между источником и нагрузкой в ​​широком диапазоне приложений преобразования электроэнергии (dc – dc, dc – ac, ac – dc, ac – ac) [3], [4 ]. Исследования, связанные с Z-источниками, быстро развивались с тех пор, как они были впервые предложены в 2002 г. Проф. Ф. З. Пэн. Комплексная схема широтно-импульсной модуляции для инверторов Z-источника была предложена Проф. П. К. Ло и Проф. Д. М. Вилатгамува [10]. Количество модификаций и новых топологий Z-источников растет экспоненциально. Недавно были предложены усовершенствования импедансных цепей путем введения связанных магнетиков для достижения еще более высокого повышения напряжения при использовании более короткого времени сквозного прохождения [6]. К ним относятся Γ-источник, T-источник, транс-Z-источник, TZ-источник, LCCT-Z-источник (предложено в 2011 г. Д-р Марек Адамович и с использованием высокочастотного трансформатора, соединенного последовательно с двумя блокирующими конденсаторами постоянного тока) [16], высокочастотной изолированной трансформатором и цепи Y-источника [5]. Среди них сеть Y-источника (предложенная в 2013 г. Д-р Ям П. Сивакоти) более универсален и может фактически рассматриваться как общая сеть, из которой происходят сети Γ-источника, T-источника и транс-Z-источника [6]. Несоизмеримые свойства этой сети открывают перед исследователями и инженерами новые горизонты для исследования, расширения и модификации схемы для широкого спектра приложений преобразования энергии.

Типы инверторов

Инверторы можно классифицировать по их структуре:

1. Однофазный инвертор:

Этот тип инвертор состоит из двух ножек или двух полюсов. (Полюс - это соединение двух переключателей, где исток одного и сток другого подключены, и эта общая точка выведена).

2. Трехфазный инвертор:

Этот тип инвертор состоит из трех ножек или полюсов или четырех ножек (три ножки для фаз и одна для нейтрали).

Но, инверторы также классифицируются по типу входного источника. И они являются,

1. Инвертор источника напряжения (VSI)

В инверторах этого типа постоянная Напряжение источник действует как вход для инвертор мост. Постоянная Напряжение источник получается подключением большого конденсатор через источник постоянного тока.

2. Инвертор с источником тока (CSI)

В инверторах этого типа постоянная Текущий источник действует как вход для инвертор мост. Постоянная Текущий источник получается подключением большого индуктор последовательно источник постоянного тока.

Недостатки

Типичные инверторы (VSI и CSI) имеют несколько недостатков. Они перечислены как,

  • Ведите себя только в режиме повышения или понижения. Таким образом, доступный диапазон выходного напряжения ограничен, меньше или больше входного напряжения.
  • Уязвимость к электромагнитным помехам и повреждение устройств в условиях обрыва или короткого замыкания.
  • Комбинированная система повышающего преобразователя DC-DC и инвертора имеет более низкую надежность.
  • Основное коммутационное устройство VSI и CSI не взаимозаменяемо.

Преимущества ZSI

Преимущества инвертора Z-источника перечислены ниже:

  • Источником может быть как источник напряжения, так и источник тока. Источником постоянного тока ZSI может быть батарея, диодный выпрямитель или тиристорный преобразователь, батарея топливных элементов или их комбинация.
  • Основная схема ZSI может быть либо традиционной VSI, либо традиционной CSI.
  • Работает как повышающий инвертор.
  • Нагрузка ZSC может быть индуктивной, емкостной или другой Z-Source ntwrk.

Приложения

  1. Возобновляемые источники энергии
  2. Электрические транспортные средства
  3. Моторные приводы

Рекомендации

[1]. «Силовая электроника» М. Рашида.

[2]. Фанг З. Пэн, «Инвертор Z-источника», в IEEE Transactions on Industry Applications, vol. 39, нет. 2, март / апрель 2003 г., стр. 504–510.

[3]. Ям П. Сивакоти, Ф. З. Пенг, Ф. Блаабьерг, П. К. Ло и Г. Э. Таун, «Сеть источника импеданса для преобразования электроэнергии - Часть I: Топологический обзор» IEEE Trans. по Power Electron., т. 30, нет. 2, стр. 699–716, февраль 2015 г.

[4]. Ям П. Сивакоти, Ф. З. Пенг, Ф. Блаабьерг, П. К. Ло, Г. Э. Таун и С. Ян, «Сеть источника импеданса для преобразования электроэнергии - Часть II: Обзор методов управления и модуляции» IEEE Trans. по Power Electron., т. 30, нет. 4. С. 1887–1905, апрель 2015 г.

[5]. Ям П. Сивакоти, П. К. Ло, Ф. Блаабьерг и Г. Э. Таун, «Сеть импеданса источника Y», IEEE Trans. Power Electron. (Письмо), т. 29, нет. 7. С. 3250–3254, июль 2014 г.

[6]. Ям П. Сивакоти, Ф. Блаабьерг и П. К. Ло, «Новые сети источников с магнитным импедансом (Z-)», IEEE Trans. Power Electron., DOI: 10.1109 / TPEL.2015.2459233, июнь 2015.

[7]. А. Флореску, О. Штоклоса, М. Теодореску, К. Радой, Д.А. Стойческу и С. Росу, «Преимущества, ограничения и недостатки инвертора Z-источника», в IEEE Semiconductor Conference (CAS), vol. 2, 13 октября 2010 г., стр. 483–486.

[8]. Мяосен Шен, Алан Джозеф, Джин Ван, Фанг З. Пенг и Дональд Дж. Адамс, «Сравнение традиционных инверторов и инвертора с Z-источником», в конференции специалистов по силовой электронике IEEE (PESC), No. 36, 16 июня 2005 г., стр. 1692–1698.

[9]. Мяосен Шен и Фанг З. Пэн, «Режимы работы и характеристики инвертора Z-источника с малой индуктивностью», в IEEE Conference on Industry Applications, 2005, no. 2, 2–6 октября 2005 г., стр. 1253–1260.

[10] По Чан Ло, Д. Махинда Вилатгамува, Юэ Сен Лай Геок Тин Чуа и Юнвэй Ли, «Широтно-импульсная модуляция инверторов Z-источника», в IEEE Conference on Industry Applications, vol. 1, вып. 39, 3–7 октября 2004 г., стр. 148–155.

[11]. Шаджит Али, У. и Камарадж, В., «Новый космический вектор ШИМ для инвертора Z-источника», в Международной конференции IEEE по электроэнергетическим системам (ICEES), 2011 г., стр. 82–85.

[12]. Цзинбо Лю, Цзянган Ху и Лонья Сюй, «Динамическое моделирование и анализ преобразователя источника Z - построение модели слабых сигналов переменного тока и анализ, ориентированный на дизайн» в IEEE Transactions on Power Electronics, vol. 22, нет. 5, сентябрь 2007 г., стр. 1786–1796.

[13]. Мира Мурали, Н. Гопалакришнан, В. Панде, «Унифицированный контроллер потока мощности с Z-источником», на 6-й Международной конференции IET по силовой электронике, машинам и приводам, 2012 г., стр. 1–7.

[14]. Xinping Ding, Zhaoming Qian, Shuitao Yang, Bin Cui и Fang Z Peng, «Обзор однофазных сетевых инверторов для фотоэлектрических модулей» в IEEE Transactions on Industry Applications, vol. 41, нет. 5, сентябрь-октябрь 2005 г., стр. 2327–2332.

[15]. Мостафа Моса; Хайтам Абу-Руб; Хосе Родригес, «Высокопроизводительное прогнозирующее управление, применяемое к трехфазному инвертору Quasi-Z-Source, подключенному к сети», в IEEE Industrial Electronics Society, (IECON 2013), стр. 5812–5817, 10-13 ноября 2013 г.

[16]. Марек Адамович, «Инверторы с источником LCCT-Z», на 10-й Международной конференции по окружающей среде и электротехнике (EEEIC), 2011 г.

[17]. Мостафа Моза, Роберт С. Балог и Хайтам Абу-Руб, «Высокопроизводительное прогнозирующее управление квазиимпедансным инвертором источника», в IEEE Transactions on Power Electronics, vol. 32, нет. 4, pp. 3251-3262, апрель 2017 г.