મધ્યમ-ઉચ્ચ વોલ્ટેજ પાવર ઇલેક્ટ્રોનિક ટ્રાન્સફોર્મર્સ III ના ટોપોલોજી અને નિયંત્રણ એપ્લિકેશનોની સમીક્ષા

૩.૩ ક્લેમ્પ્ડ મલ્ટીલેવલ ટોપોલોજી

ન્યુટ્રલ પોઈન્ટ ક્લેમ્પ્ડ (NPC) મલ્ટીલેવલ ટોપોલોજી બતાવવામાં આવી છે. ડાયોડ-ક્લેમ્પ્ડ NPC ટોપોલોજી ઉપરાંત, NPC ટોપોલોજીમાં ફ્લાઈંગ કેપેસિટર પ્રકાર અને હાઇબ્રિડ ક્લેમ્પ્ડ પ્રકારનો પણ સમાવેશ થાય છે. જો કે, મોટા કેપેસિટર વોલ્યુમને કારણે, NPC ટોપોલોજી હજુ પણ મોટે ભાગે ક્લેમ્પિંગ માટે નિષ્ક્રિય અથવા સક્રિય સ્વિચિંગ ઉપકરણોનો ઉપયોગ કરે છે. ડાયોડ-ક્લેમ્પ્ડ મલ્ટીલેવલ ટોપોલોજીને ઉદાહરણ તરીકે લેતા, ત્રણ-તબક્કાના રેક્ટિફાયર સ્ટેજ ટોપોલોજીમાં, દરેક ફેઝ લેગમાં કાસ્કેડ સ્વિચિંગ ટ્રાન્ઝિસ્ટર અને ક્લેમ્પિંગ ડાયોડ્સ હોય છે, જે એક જ હાઇ-વોલ્ટેજ DC બસ સાથે સમાંતર રીતે જોડાયેલા હોય છે. સાહિત્યમાં ચાર-સ્તરના ડાયોડ-ક્લેમ્પ્ડ સર્કિટનો ઉપયોગ કરીને રેક્ટિફાયર સ્ટેજ સાથે સિંગલ-ફેઝ PET ટોપોલોજીનો પ્રસ્તાવ મૂકવામાં આવ્યો છે. એક જ હાઇ-વોલ્ટેજ DC બસ પછી ઇનપુટ-સિરીઝ-આઉટપુટ-સમાંતર DABs આવે છે, જેમ કે બતાવ્યા પ્રમાણે. આ ટોપોલોજીને ત્રણ-તબક્કાના માળખામાં વિસ્તૃત કરી શકાય છે, અને ઉપકરણના પ્રતિકાર વોલ્ટેજ સ્તર અને ઉચ્ચ-વોલ્ટેજ બાજુના વોલ્ટેજ સ્તરના આધારે વોલ્ટેજ સ્તરોની સંખ્યા બદલી શકાય છે. MMC ટોપોલોજીની જેમ, NPC ટોપોલોજીનો ઉપયોગ આઇસોલેશન સ્ટેજમાં પણ થઈ શકે છે, જે હાઇ-વોલ્ટેજ DC બસને આઇસોલેશન ટ્રાન્સફોર્મર, બતાવ્યા પ્રમાણે. સાહિત્યે LLC રેઝોનન્ટ કન્વર્ટરની ઉચ્ચ-વોલ્ટેજ બાજુ પર ત્રણ-સ્તરીય ડાયોડ-ક્લેમ્પ્ડ NPC કન્વર્ટર લાગુ કર્યું, તેને 166kW/2kV~400V પ્રોટોટાઇપ પર ચકાસ્યું. સાહિત્યે ત્રણ-સ્તરીય ડાયોડ-ક્લેમ્પ્ડ NPC સર્કિટને ત્રણ-તબક્કાના DAB પર લાગુ કર્યું, આદર્શ DAB વોલ્ટેજ અને વર્તમાન લાક્ષણિકતાઓ પ્રાપ્ત કરી.

જ્યારે NPC ટોપોલોજીનો ઉપયોગ રેક્ટિફાયર સ્ટેજ તરીકે થાય છે, ત્યારે તેને આઇસોલેટેડ DC બસોની જરૂર પડતી નથી, જેનાથી આઇસોલેશન સ્ટેજ ટ્રાન્સફોર્મર્સની સંખ્યા ઓછી થાય છે. વધુમાં, ત્રણ-તબક્કાના માળખામાં, બસ પર કોઈ ડબલ-લાઇન-ફ્રિકવન્સી વોલ્ટેજ રિપલ હોતી નથી. જો કે, ક્લેમ્પ્ડ ટોપોલોજી માટે મોટી સંખ્યામાં ક્લેમ્પિંગ ડિવાઇસની જરૂર હોવાથી, લેવલની સંખ્યામાં વધારો થતાં ક્લેમ્પિંગ ડિવાઇસની સંખ્યા વધે છે, જેના કારણે લેવલ વિસ્તરણ મુશ્કેલ બને છે અને રિડન્ડન્સી પ્રાપ્ત કરવી મુશ્કેલ બને છે. નિયંત્રણની દ્રષ્ટિએ, NPC કન્વર્ટરના દરેક બસ કેપેસિટરમાં વહેતા પ્રવાહો અલગ અલગ હોય છે, જે કેપેસિટર વોલ્ટેજ અસંતુલન તરફ દોરી જાય છે. ત્રણ સ્તરથી ઉપરના NPC ટોપોલોજી માટે, કોઈ અસરકારક વોલ્ટેજ બેલેન્સિંગ અલ્ગોરિધમ નથી. વધુમાં, આર્મ્સની અંદર અને બહાર સ્વિચના અસંગત ઓપરેટિંગ સમય અસમાન ગરમી તરફ દોરી જાય છે, જે ફક્ત એકંદર સર્કિટ ટોપોલોજી બદલીને ઉકેલી શકાય છે.

લેવલ વિસ્તરણને કારણે થતી અસંખ્ય મુશ્કેલીઓનો અર્થ એ છે કે NPC ટોપોલોજીઓ ફક્ત ઉપકરણ શ્રેણી જોડાણ અથવા ઉચ્ચ-વોલ્ટેજ SiC ઉપકરણોના ઉપયોગ દ્વારા મધ્યમ/ઉચ્ચ વોલ્ટેજ સ્તરોમાં જ લાગુ કરી શકાય છે. જો કે, નીચા વોલ્ટેજ સ્તરો પર, એક H-બ્રિજ ટોપોલોજીની તુલનામાં, ત્રણ-સ્તરીય NPC માં દરેક સ્વિચિંગ ટ્રાન્ઝિસ્ટર પર વોલ્ટેજ પ્રતિકાર અને વોલ્ટેજ તણાવનો માત્ર અડધો ભાગ હોય છે, જ્યારે વધુ વોલ્ટેજ સ્તર આઉટપુટ કરે છે, જેના પરિણામે આઉટપુટ ફિલ્ટરિંગ આવશ્યકતાઓ ઓછી થાય છે. PET ના લો-વોલ્ટેજ બાજુ પર ઇન્વર્ટર સ્ટેજ તરીકે તેના નોંધપાત્ર એપ્લિકેશન ફાયદા છે. ઉદાહરણ તરીકે, સાહિત્યમાં ત્રણ-સ્તરીય ડાયોડ-ક્લેમ્પ્ડ NPC નો ઉપયોગ PET ના ઇન્વર્ટર સ્ટેજ તરીકે ત્રણ-તબક્કાની મોટર ચલાવવા માટે, પ્રાયોગિક ચકાસણી કરવા અને સારી મોટર ડ્રાઇવ કામગીરી અને અવાજ પ્રદર્શન પ્રાપ્ત કરવા માટે કરવામાં આવ્યો હતો.