Revisione di a Topologia è di l'Applicazioni di Cuntrollu di i Trasformatori Elettronichi di Potenza à Media-Alta Tensione III

3.3 Topologia multilivello fissata

A topologia multilivello Neutral Point Clamped (NPC) hè mostrata. Oltre à a topologia NPC à diodi, e topologie NPC includenu ancu u tipu di condensatore volante è u tipu ibridu à diodi, frà altri. Tuttavia, per via di u grande vulume di condensatori, e topologie NPC utilizanu sempre principalmente dispositivi di commutazione passivi o attivi per u clamping. Pigliendu cum'è esempiu a topologia multilivello à diodi, in una topologia di stadiu raddrizzatore trifase, ogni gamba di fase hè custituita da transistor di commutazione in cascata è diodi di clamping, cunnessi in parallelu à un unicu bus DC d'alta tensione. A literatura hà prupostu una topologia PET monofase cù un stadiu raddrizzatore chì utilizza un circuitu à diodi à quattru livelli. Un unicu bus DC d'alta tensione hè seguitatu da DAB d'entrata-serie-uscita-paralleli, cum'è mostratu. Questa topologia pò esse allargata in una struttura trifase, è u numeru di livelli di tensione pò esse cambiatu in basa à i livelli di tensione di resistenza di u dispusitivu è à u livellu di tensione di u latu d'alta tensione. Cum'è a topologia MMC, a topologia NPC pò ancu esse applicata in a fase d'isolamentu, cunnettendu u bus DC d'alta tensione à u Trasformatore d'isolamentu, cum'è mostratu. A literatura hà applicatu un convertitore NPC à trè livelli cù diodi bloccati à u latu d'alta tensione di un convertitore risonante LLC, verificendulu nantu à un prototipu di 166 kW/2 kV~400 V. A literatura hà applicatu un circuitu NPC à trè livelli cù diodi bloccati à un DAB trifase, ottenendu caratteristiche di tensione è corrente DAB ideali.

Quandu a topologia NPC hè aduprata cum'è stadiu raddrizzatore, ùn richiede micca bus DC isolati, riducendu u numeru di trasformatori di stadiu d'isolamentu. Inoltre, in e strutture trifase, ùn ci hè micca ondulazione di tensione à doppia frequenza di linea nantu à u bus. Tuttavia, postu chì a topologia à serraggio richiede un gran numeru di dispositivi di serraggio, u numeru di dispositivi di serraggio aumenta cù l'aumentu di u numeru di livelli, rendendu difficiule l'espansione di u livellu è a ridondanza difficiule da ottene. In termini di cuntrollu, e currenti chì scorrenu in ogni condensatore di bus di u convertitore NPC sò diverse, purtendu à un squilibriu di tensione di u condensatore. Per e topologie NPC sopra à trè livelli, ùn ci hè micca un algoritmu efficace di bilanciamentu di a tensione. Inoltre, i tempi di funziunamentu inconsistenti di l'interruttori in è fora di i bracci portanu à un riscaldamentu irregulare, chì pò esse risoltu solu cambiendu a topologia generale di u circuitu.

E numerose difficultà causate da l'espansione di u livellu significanu chì e topologie NPC ponu esse applicate solu à livelli di media/alta tensione per mezu di a cunnessione in serie di dispositivi o di l'usu di dispositivi SiC à alta tensione. Tuttavia, à livelli di tensione più bassi, paragunatu à una sola topologia à ponte H, un NPC à trè livelli hà solu a metà di a resistenza à a tensione è di a tensione di stress nantu à ogni transistor di commutazione, mentre emette più livelli di tensione, risultendu in requisiti di filtraggio di uscita più bassi. Hà vantaghji d'applicazione considerablei cum'è stadiu di l'inverter nantu à u latu di bassa tensione di un PET. Per esempiu, a literatura hà utilizatu un NPC à trè livelli cù diodi cum'è stadiu di l'inverter di un PET per pilotà un mutore trifase, cunducendu una verificazione sperimentale è ottenendu bone prestazioni di pilotaggio di u mutore è prestazioni di rumore.