‫بهشتی شهید دانشگاه‬
‫الکترونیک های آموزش مرکز‬
‫عنوان پروژه‪:‬‬
‫شبیه سازی اینورترهای‬
‫‪ 4level‬و‬
‫‪Diod clamp‬‬
‫‪5 level flying capacitor‬‬
‫به روش کلید زنی ‪Level shift‬‬
‫نام درس ‪:‬الکترونیک قدرت ‪2‬‬
‫مقطع‪:‬کارشناسی ارشد‬
‫نام استاد‪ :‬آقای دکتراحمد سالم نیا‬
‫تهیه کننده ‪:‬تراب کریمی‬
‫تاریخ‬
‫‪06/03/1398 :‬‬
‫فهرست‬
‫عنوان‬
‫صفحه‬
‫مقدمه‬
‫‪2‬‬
‫‪ :1‬اینورتر های چند سطحی‪:‬‬
‫‪3‬‬
‫‪Level shift IPD‬‬
‫‪ -1:1‬اینورتردیود کلمپ چهارسطحی با استفاده از روش کلید زنی‬
‫‪-.-1:2‬شبیه سازی‬
‫روش ‪Level shift IPD‬‬
‫‪:1-2-1‬بلوک دیاگرام‬
‫شبیه سازی‬
‫‪5‬‬
‫حالت دیود کلمپ چهار سطحی ‪5‬‬
‫‪ 2-2-1‬بررسی‬
‫با مدوالسیون ‪Ma= 0.8‬‬
‫‪6‬‬
‫‪3 -2-1‬بررسی‬
‫با مدوالسیون ‪Ma=1‬‬
‫‪8‬‬
‫‪-2‬اینورتر خازن شناور پنج سطحی‬
‫‪:2-1‬بلوک دیاگرام‬
‫شبیه سازی‬
‫‪10‬‬
‫خازن شناور ‪ 5‬سطحی‬
‫‪2-1-2‬بررسی شکل موج های ولتاژ و جریان با ضریب ‪Ma=0.8‬‬
‫‪12‬‬
‫‪2-1-3‬بررسی شکل موج های ولتاژ و جریان با ضریب ‪Ma=1‬‬
‫‪13‬‬
‫نتیجه‪:‬‬
‫‬‫ منابع و مراجع‬‫‪15‬‬
‫‪3‬‬
‫‪10‬‬
‫‪14‬‬
‫‪1‬‬
‫مقدمه ‪:‬‬
‫باال ترکیب های چند سطحی‬
‫‪.‬برای ساخت اینورترهای ولتاژ متوسط وقدرت‬
‫وبا روش های کلید زنی مختلف و ترکیب قرار گرفتن تجهیزات در کنا هم‬
‫این اینوترها به‬
‫از‬
‫متنوع وپرکاربرد می باشند‪ .‬دو نوع‬
‫بسیار‬
‫اینورترهای نوع مها ردیودی (‪ )diod clamp‬و خازن شناور ( ‪flying‬‬
‫‪)capacitor‬معروف هستند وکاربرد زیادی در توان باال و ولتاژ متوسط را‬
‫دارند ‪.‬این اینورترها نیز بصورت چند طبقه ساخته میشوند و به روش‬
‫های ‪ pwm‬یا ‪ svm‬کلید زنی میشوند‪ .‬در این پروژه دو مدل از این نوع‬
‫اینورتر ها به کمک نرم افزار سیمولینک متلب شبیه سازی شده ‪،‬کلید‬
‫‪ Level shift‬با سیمولینک متلب شبیه سازی و مورد بررسی‬
‫به روش‬
‫زنی‬
‫قرار گرفته است و از نظر کلید زنی و شکل موج های ولتاژ و جریان و‬
‫هارمونیک به تفکیک بررسی و نتایج آنها درج گردیده است‪.‬‬
‫تراب‬
‫کریمی‬
‫‪ :1‬اینورتر های چند سطحی‪:‬‬
‫برای ساخت اینورترهاییکه در خروجی خود ولتاژ متوسط و قدرت های باال تحویل دهند‬
‫از اینورترهای نوع چند سطحی و ‪ Cascaded H-Bridge‬استفاده میشود تا ضمن بدست آوردن‬
‫اهداف فوق ‪،‬تلفات کلید زنی نیز کاهش یابد و کیفیت شکل موج های جریان و ولتاژ‬
‫نیز افزایش و اعوجاج کلی آنها نیز مطلوب باشد‪ .‬این نوع اینورتر ها به انواع‬
‫‪2‬‬
‫‪ Cascaded H-Bridge‬و ‪ DIOD CLAMP ,FLYING CAPACITOR‬دسته بندی و به روش های مختلف‬
‫کلید زنی میشوند‪.‬در اینجا دو نوع دیود کلمپ و خازن شناور مورد بررسی قرار‬
‫میگیرند‪.‬‬
‫‪-1:1‬‬
‫اینورتردیود کلمپ چهارسطحی با استفاده از روش کلید زنی‬
‫‪Level shift IPD‬‬
‫یکی از اینورترهای رایج در صنعت اینورترهای نوع ‪MULTY LEVEL INVERTER‬‬
‫‪ DIOD CLAMP‬می باشند که برا ی ولتاژ متوسط و قدرت های باال کاربرد‬
‫از چند کلید و دیود مهار‬
‫بسیار وسیعی دارند‪ .‬یک اینورتر چند سطحی‬
‫کننده و یک منبع تغذیه و چند خازن سری که به دوسر منبع ‪ Vd‬وصل شده‬
‫اند ‪،‬تشکیل میشود ‪.‬متناسب با سطح ولتاژ مورد نیاز تعداد خازن ها و‬
‫کلید ها و دیودها تعیین میشود‪.‬در جدول ‪1‬ترکیب تعداد کلیدها و دیوده‬
‫و خازن ها بصورت تابعی از سطح ولتاژ نشان داده شده است برای یک‬
‫‪ 4‬سطحی مانند شکل ‪ 1:1‬به سه خازن و‬
‫اینورتر‬
‫شش کلید نیاز داریم یعنی اگر تعداد سطوح را ‪ m‬فرض‬
‫کنیم‪ .‬خواهیم داشت‪ :‬تعداد خازن ها ‪ m-1=4-1=3‬یعنی برای‬
‫‪ 4‬سطحی سه خازن نیاز میباشد‪ .‬هر خازن به اندازه‬
‫)‪ E=Vd/(m-1‬شارژ میشوند ‪.‬و سطوح ولتاژی را تشکیل‬
‫میدهند‪ .‬تعداد کلید های هر فاز =)‪ 2*(m-1‬بنابراین برای‬
‫یک فاز اینورتر ‪ 4‬سطحی ‪ 6‬کلید نیاز میباشدو برای سه‬
‫فاز ‪18‬عددکلید و ‪ 18‬عدد دیودنیاز می باشد‪ .‬در هر فاز‬
‫هریک از کلیدهای بخش باالیی با یکی از کلیدهای پایین‬
‫مکمل هستند‪S1 .‬با ‪ s’1‬و‪s2‬با‪,s3 s’2‬با ‪s’3‬یعنی زمانیکه‪S1‬‬
‫روشن است ‪ s’1‬خاموش است ‪ ... ,‬و با این ترکیب سه کلید‬
‫باال چهار حالت کلید زنی خواهد داشت و کلید زنی بسیار‬
‫ساده خواهد شد ‪.‬چون کلیدهای پایین مکمل باالیی ها‬
‫هستند و عکس باال عمل میکنند‪ .‬حالت های کلید زنی در‬
‫جدول‪ 2‬نشان داده شده است‬
‫شکل ‪1-1 :‬‬
‫یک اینورتر دیود کلمپ ‪4‬سطحی‬
‫شماتیک‬
‫تجهیزات‬
‫متناسب‬
‫جدول ‪ : 1‬تعداد‬
‫سطح ولتاژ اینورتر‬
‫‪3‬‬
‫متناسب با نوع کلید زنی سطوح ولتاژی در بازه ‪ 3E,2E,E,0‬تغییر میکند و قابل دست‬
‫ازیک مجموعه مشابه تشکیل‬
‫هر ‪3‬فاز‬
‫یابی است مطابق شکل در اینورترسه فاز‪،‬‬
‫میشوندو در خروجی میتوان ولتاژ و جریان سه فاز دریافت نمود‪ .‬در اینجا سعی شده‬
‫یک فاز مورد بررسی و تجزیه و تحلیل قرار گیرد و دو فاز دیگر مشابه می‬
‫است‬
‫باشد‪ .‬مطابق جدول کلید زنی مشاهده میشود کلید زنی و سیستم کنترل پالس بسیار‬
‫ساده می باشد ‪.‬‬
‫بنابراین در یک اینورتر که‬
‫سطوح ولتاژ بشرح زیر میباشد‪.‬‬
‫تعداد خازن = )‪(M-1‬‬
‫‪M‬سطحی‬
‫تعداد خازن ها و کلیدها و دیودها و تعداد‬
‫و تعداد سوییچ ها در یک ‪ leg‬برابر است با‬
‫(‬
‫‪Nsw=2(m-1‬‬
‫در اینورترهای چند سطحی معموال سطوح ولتاژ فرد می باشد‪ .‬ولی در دیود کلمپ سطوح‬
‫زوج نیز رایج است‪.‬‬
‫اینورترهای دیود کلمپ نیز به روش های مختلفی کلید زنی میشوند ‪.‬‬
‫دو روش معمول آن‪ PWM , SVM‬می باشد‬
‫مورد بررسی قرار میگیرد‪.‬‬
‫که در اینجا روش مدوالسیون پهنای پالس ‪PWM‬‬
‫دسته بندی میشود‪.‬‬
‫مدوالسیون پهنای پالس ‪PWM‬به روشهای ‪Phase shift‬و ‪Level shift‬‬
‫نوع‪ Level shift‬خود به سه روش قابل اجرا است و چون روش ‪ IPD‬پاسخ مناسبتری دارد ‪،‬‬
‫در این پروژه روش ‪ Level shift IPD‬مورد نظر میباشد‪.‬‬
‫بدست‬
‫های‬
‫آمده‬
‫در‬
‫حالت‬
‫جدول ‪ :2‬حالت های کلید‬
‫زنی و ولتاژ خروجی اینورتر چهار سطحی‬
‫جدول ‪ 1-1‬ثبت‬
‫شده است‬
‫‪4‬‬
‫‪-.-1:2‬شبیه سازی‬
‫روش ‪Level shift IPD‬‬
‫شیفت دامنه متناسب با سطوح ولتاژی به تعداد ‪ m-1‬سیگنال مثلثی با‬
‫در روش‬
‫دامنه های مساوی (قدر مطلق دامنه) بعنوان کریر و یک سیگنال سینوسی با فرکانس‬
‫‪50‬هرتز بعنوان ریفرنس برای هر فاز نیاز داریم‪ .‬بنابرین برای هر فاز اینورتر ‪4‬‬
‫سطحی به سه سیگنال کریر همفاز احتیاج داریم‪ .‬فرکانس موج های مثلثی برابر ولی‬
‫روی بردار عمودی شیفت داده میشوند‪ .‬اندازه دامنه آنها از فرمول زیر تعیین‬
‫میشود )‪ Vcr=2/(m-1‬که در آن ‪m‬تعداد سطوح ولتاژ مورد نظر می باشد‪ .‬یعنی برای یک‬
‫اینورتر چهار سطحی قدر مطلق دامنه موج های کریر ‪ 2/3‬و مطابق شکل ‪1-2‬روی محور‬
‫عمودی در محدوده های‬
‫‪1/3< Vcr1<1, -1/3 <Vcr2<1/3 , -1/3 Vcr3<-1‬‬
‫تنطیم میگردند‪.‬‬
‫روش لول شیفت خود سه حالت دارد ‪.‬روش اول همه سیگنال ها ی کریر هم فاز می‬
‫باشند که به آن ‪ IPD‬گفته میشود‪ .‬روش دوم سه سیگنال مثبت با سه سیگنال منفی ‪180‬‬
‫درجه اختالف دارندو )‪ (POD‬نامیده میشود و روش سوم سیگنا ل ها یک در میان باهم‬
‫‪180‬درجه اختالف فاز دارند که به آن ‪ (APOD),‬میگویند ‪.‬چون بهترین پاسخ را ‪ IPD‬دارد‬
‫‪.‬در این پروژه از این روش استفاده شده است‪.‬‬
‫‪:1-2-1‬بلوک دیاگرام‬
‫دیاکرام‬
‫این ترکیب‬
‫شبیه سازی‬
‫حالت دیود کلمپ چهار سطحی‬
‫در شکل ‪ 1-2‬نشان داده شده است‪.‬‬
‫مطابق دیاگرام موج سینوسی یا ریفرنس توسط یک بلوک سیگنال ژنراتور سینوسی‬
‫بافرکانس خروجی ‪50‬هرتز و دامنه𝑣‪ ∓1‬تولید میشود ‪.‬‬
‫برای ایجاد سه موج کریر(مثلثی) از یک ژنراتور مثلثی استفاده شده که فرکانس آن‬
‫‪ 70=15*50 hz‬بوده و دامنه خروجی آن 𝑣‪ ∓1‬می باشد‪ .‬چون به سه کریر هم فرکانس و‬
‫هم دامنه(از نظر قدر مطلق) نیاز داریم ‪،‬خروجی آنرا توسط بلوک های ضرب کننده و‬
‫جمع کننده به سه موج مثلثی تبدیل نموده که فرکانس همه با هم برابر و همان‬
‫فرکانس اصلی کریر است و هر سه موج هم فاز نیز هستند ‪ ،‬صرفا از نظر پیک تا پیک‬
‫روی محور عمودی شیفت داده شده اند‪ .‬موج اول از ‪1/3‬تا‪1‬و موج دوم از ‪-1/3‬تا‪1/3‬و‬
‫موج سوم ‪-1/3‬تا‪ -1‬ولت تنظیم و کنترل شده است‪ .‬هر موج کریربا ریفرنس مقایسه و‬
‫سیگنال فرمان کلید مربوطه فراهم میسازد‪.‬چون شش کلید داریم و هر دو زوج مکمل هم‬
‫هستند بنابراین برای هر کلید و مکمل آن دو سیگنال کنترل نیاز می باشد ‪ ،‬برای‬
‫این منظور خروجی موج ریفرنس یک مرحله تقویت و به سه بلوک مقایسه کننده معکوس‬
‫حالت اول اعمال و در نتیجه سیگنال کلیدهای مکمل نیز فراهم شده است‪.‬البته‬
‫میتوان از بلوک های ‪PWM‬‬
‫‪ GENRATOR 2 LEVEL‬برای این‬
‫منظور استفاده نمود که کار‬
‫را خیلی آسانتر می نماید‪.‬‬
‫‪IGBT‬‬
‫از‬
‫ها‬
‫کلید‬
‫برای‬
‫استفاده شده است ‪.‬‬
‫‪5‬‬
‫شکل ‪ 1:2‬ترتیب شکل موج‬
‫های کریر و ریفرنس‬
‫شکل ‪ : 1-3‬شماتیک شبیه سازی سیمولینک اینورتر دیود کلمپ چهار سطحی به روش‬
‫مدوالسیون ‪level shift‬‬
‫شکل ‪ 1:4‬ترتیب شکل موج های ولتاژی ریفرنس و سه موج مثلثی کریر و سیگنال گیت ها‬
‫ی شکل ‪1:3‬‬
‫‪: 2-2-1‬بررسی‬
‫با مدوالسیون ‪Ma= 0.8‬‬
‫‪6‬‬
‫در شکل های ‪ 1:4‬تا ‪ 1:8‬شکل موج های سیگنال های کریر و ریفرنس و سیگنال های‬
‫کنترل گیت ها و ولتاژ و جریان خروجی و همچنین وضعیت هارمونیکی ولتاژ و جریان‬
‫خروجی اینورتر با بار سلفی واهمی (‪ 2‬اهم و ‪10‬میلی هانری) با ‪ Ma=0.8‬حاصل از‬
‫شبیه سازی نشان داده است‪.‬‬
‫با توجه به سیگنال های اعمالی به‬
‫کلیدها مشاهده میشود کلید‪S1‬و‪ S2‬و در‬
‫یک سیکل حداکثر ‪ 5‬بار روشن میشوند و‬
‫کلیدهای‪3 s3‬بار روشن میشوند که زمان‬
‫هدایت هرکدام متفاوت می باشد‪.‬و مکمل‬
‫هریک ازآنها در این بازه های زمانی‬
‫خاموش می باشند‪.‬و تعداد سویچینگ خیلی‬
‫کم می باشد و تلفات کلید زنی کاهش می‬
‫یابد‪.‬‬
‫( ‪, fsw,dev = 250 Hz,‬‬
‫‪mf = 15f ma = 0.8,‬‬
‫‪)f= 50 Hz‬‬
‫با توجه به آنالیز هارمونیکی مشاهده‬
‫میشود‪.‬اعوجاج کلی شکل موج های‬
‫ولتاژهای فاز و خطی و جریان به ترتیب‬
‫‪; Van THD% =49.29%‬‬
‫‪Io THD%‬‬
‫;‬
‫‪Vab THD% =22.30%‬‬
‫‪ =4.86%‬بوده ودر ولتاژ خط هارمونیک‬
‫های‪7‬و‪13‬و‪17‬نقش عمده ای دارند‪.‬و در‬
‫ولتاژ فازی هارمونیک صفر (‪ )DC‬زیاد است‪.‬‬
‫شکل‬
‫‪ 1:5‬شکل موج‬
‫های ‪ Vg3,Vg2 ,Vg1‬ولتاژ‪ Vab‬و‪ Van‬و جریان با ‪ Ma=0.8.‬و ‪Mf=15‬‬
‫شکل‪:1:6‬مولفه های هارمونیکی ولتاژ ‪ Van‬با‪0.8‬‬
‫=‪Ma‬و‬
‫‪Mf=15‬‬
‫شکل‪:1:8‬مولفه های هارمونیکی جریان با‬
‫‪ Ma=0.8‬و ‪Mf=15‬‬
‫شکل ‪1:7‬مولفه های هارمونیکی ولتاژ ‪Vab‬‬
‫با‪Ma= 0.8‬و ‪Mf=15‬‬
‫‪7‬‬
‫‪3 -2-1‬‬
‫بررسی‬
‫با مدوالسیون ‪Ma=1‬‬
‫شکل ‪ 1:9‬ترتیب شکل موج های ولتاژی ریفرنس و سه موج مثلثی کریر و سیگنال گیت ها‬
‫ی شکل ‪ 1:3‬با ‪Ma=1‬‬
‫‪8‬‬
‫با توجه به نتایج بدست آمده در شکل های‬
‫‪1:10‬تا‪1:13‬و آنالیز هارمونیکی مشاهده‬
‫میشود‪.‬اعوجاج کلی شکل موج های ولتاژ و جریان‬
‫به ترتیب‬
‫‪Van THD% =34.01%‬‬
‫‪Vab THD% =21.07%‬‬
‫و‬
‫‪ Io THD% =3.54%‬بوده ودر ولتاژ خط‬
‫هارمونیک های‪،5‬و‪7،11،13،19‬دیده و هارمونیک‬
‫های ‪5‬و‪7‬قابل توجه می باشد و با روش های‬
‫فیلترینگ باید حذف شوند‪.‬و در ولتاژ نی‪Van‬‬
‫هارمونیک صفر (‪ )DC‬نیز زیاد است‪.‬‬
‫شکل ‪_ 1:10‬شکل موج‬
‫های ‪ Vg3,Vg2 ,Vg1‬ولتاژ‪ Vab‬و‪ Van‬و جریان با ‪ Ma=1‬و ‪Mf=15‬‬
‫شکل‪-1:11‬مولفه های هارمونیکی ولتاژ ‪ Van‬با‪Ma= 1‬و ‪Mf=15‬‬
‫شکل‪ -1:12‬مولفه های هارمونیکی ولتاژ ‪Vab‬‬
‫با‪Ma= 1‬و ‪Mf=15‬‬
‫شکل‪-1:13‬مولفه های هارمونیکی جریان‬
‫بار با‪Ma= 1‬و ‪Mf=15‬‬
‫‪9‬‬
‫‪-2‬اینورتر خازن شناور‬
‫پنج سطحی‬
‫اینورترهای نوع خازن شناور چند سطحی توسعه یافته اینورترهای دو سطحی می باشند‬
‫که با اضافه کردن خازن به کلیدهای سری شده بدست می آیند و متناسب با تعداد‬
‫سطوح مورد نیاز کلید و خازن تعریف میشود‪.‬بعنوان مثال برای اینورتر ‪ 5‬سطحی شکل‬
‫‪1-2‬در یک بازو(فاز)‪ 4‬زوج کلید استفاده میشود که هر زوج مکمل بصورت‬
‫(‪)S1,S’1‬و(‪)S2,S’2‬و(‪)S3,S’3‬و(‪)S4,S’4‬مکمل هم بوده یعنی روشن بودن ‪S1‬معادل خاموش‬
‫بودن ‪ S’1‬و غیره‬
‫بنابراین حالت های کلید زنی بسیار ساده‬
‫خواهد شدو تلفات سویچینگ کم میشود ‪.‬‬
‫این اینور تا ‪ 5‬سطح ولتاژ را تولید‬
‫میکند‪.‬وقتیکه کلیدهای ‪S1‬تا ‪ S4‬روشن شوند مقدار‬
‫ولتاژبرابر‪ 4E‬در ترمینال خروجی‪ Van‬یعنی )بین‬
‫نقطه ‪ A‬و ‪ (N‬بدست می آید‪.‬و با روشن بودن ; ‪S1‬‬
‫‪ S2 ; S3‬ولتاژ ‪ 3E‬بدست می اید‪.‬جدول‪ 2‬کلید زنی‬
‫اینورتر ‪ 5‬سطحی را نشان میدهد‪.‬باید توجه داشت بعضی از سطوح ولتاژ با حالت های‬
‫مختلفی‬
‫قابل دسترسی است ‪.‬ولتاژ ‪2E‬با شش حالت کلید زنی‬
‫شکل‪ 2:14 :‬شمای کلی اینورتر خازن شناور ‪5‬سطحی‬
‫و ‪3E‬با ‪ 4‬حالت کلیدزنی‬
‫و‪1 E‬با ‪ 4‬حالت قابل دسترسی است‪.‬این نوع سویچیینگ خود‬
‫قابلیت و مزیت‬
‫خوبی درطراحی این نوع اینورترهاست‪.‬‬
‫جدول‪ : 3‬سطوح ولتاژ و حالت های کلید زنی‬
‫اینورتر خازن شناور ‪ 5‬سطحی‬
‫‪:2-1‬بلوک دیاگرام‬
‫دیاکرام‬
‫این ترکیب‬
‫شبیه سازی‬
‫خازن شناور ‪ 5‬سطحی‬
‫در شکل ‪ 15-2‬نشان داده شده است‪ .‬شکل موج های ریفرنس و‬
‫کریر همانند بلوک دیود کلمپ می باشد با این تفاوت چون برای ‪ 5‬سطح در هر‬
‫بازو(فاز)به چهار زوج کلید نیاز داریم ‪،‬بنابراین برای هر لگ باید چهار سیگنال‬
‫‪10‬‬
‫کریر با دامنه های مساوی و همفاز بسازیم که دامنه این چهار سیگنال به ترتیب‬
‫‪0.5 ≤ 𝑣𝑟1 ≤ 1‬و ‪ 0 ≤ 𝑣𝑟2 ≤ 0.5‬و‪ −0.5 ≤ 𝑣𝑟3 ≤ 0‬و‪ −1 ≤ 𝑣𝑟1 ≤ −0.5‬می باشد ‪ .‬شکل ‪16-2‬‬
‫مطابق دیاگرام موج سینوسی یا ریفرنس توسط یک بلوک سیگنال ژنراتور سینوسی‬
‫بافرکانس خروجی ‪50‬هرتز و دامنه𝑣‪ ∓1‬تولید میشود ‪.‬‬
‫بدین روش چهار سیگنال برای کلیدهای قسمت باالیی هر فاز و چهار سیگنال برای‬
‫مکمل آنها ساخته میشود ‪ .‬و برای ‪ 3‬فاز ‪ 24‬سیگنال تهیه شده است‪.‬‬
‫چهار خازن برای همه فازها مشترک بوده و هر فاز ‪6‬خازن مختص خود دارد که بدین‬
‫ترتیب‪22‬عدد خازن و ‪ 24‬عدد کلید مورد نیاز می باشد‬
‫شکل ‪ 15-2‬بلوک دیاگرام‬
‫شبیه سازی‬
‫خازن شناور ‪ 5‬سطحی‬
‫‪11‬‬
‫شکل ‪ 16-2‬سینگنال های کریر و ریفرنس و پالس های ایجاد شده‪Ma=0.8‬‬
‫‪2-1-2‬بررسی شکل موج های ولتاژ و جریان‬
‫با ضریب ‪Ma=0.8‬‬
‫در شکل سیگنال های کنترل کلید های‬
‫اصلی یعنی ‪S1‬تا ‪ S4‬و ولتاژهای‬
‫‪Van‬و‪Vab‬و‪Io‬نشان داده شده اند ‪.‬شکل موج‬
‫ولتاژفازی وجریان بار تقریبا سینوسی‬
‫است و‪ THD%‬ولتاژ ‪%26.21‬و ‪THD%‬جریان‪%7.76‬‬
‫می باشد‪.‬هارمونیک های زوج و فرد در‬
‫ولتاژ فازی دیده میشود‬
‫(;‪ )4;5;6;7;8;11;13;14;16‬که دامنه هارمونیک‬
‫های ‪14‬و ‪16‬‬
‫غالب و بزرگتر می باشند‪.‬ولی هارمونیک‬
‫های پایین یعنی ‪ 4;5;6;7;8‬بایدفیلتر‬
‫شوند‪ .‬علیرغم داشتن هارمونیک ‪،‬اعوجاج‬
‫کلی شکل موج ‪ THD%‬مناسب و خوب می‬
‫باشد‪.‬‬
‫شکل ‪_ 2:17‬شکل موج‬
‫های ‪ Vg3,Vg2 ,Vg1‬ولتاژ‪ Vab‬و‪ Van‬و جریان با ‪ Ma=0.8‬و ‪Mf=15‬‬
‫‪12‬‬
‫شکل‪ -18:2‬مولفه های هارمونیکی ولتاژ ‪ Vab‬با‪Ma= 0.8‬و ‪Mf=15‬‬
‫شکل‪-19:2‬مولفه های هارمونیکی جریان بار‬
‫با‪Ma= 0.8‬و ‪Mf=15‬‬
‫‪ 3-1-2‬بررسی شکل موج های ولتاژ و جریان‬
‫با ضریب ‪Ma=1‬‬
‫در شکل سیگنال های کنترل کلید های اصلی‬
‫یعنی ‪S1‬تا ‪ S4‬و ولتاژهای‬
‫‪Van‬و‪Vab‬و‪Io‬نشان داده شده اند و‪THD%‬‬
‫ولتاژ‪Vab‬مقدار ‪%23.61‬و ‪THD%‬جریان‪ %10.68‬می‬
‫باشد‪.‬هارمونیک های زوج و فرد در ولتاژ‬
‫فازی (‪ )5;10;13;14;16;17;19‬دیده میشود که‬
‫دامنه مولفه های ‪ 14‬و ‪ 16‬بیشترین مقدار‬
‫را دارند و حذفشان آسان تر می‬
‫باشد‪.‬اعوجاج هارمونیکی ولتاژ نسبت به‬
‫‪ Ma=0.8‬کمتر شده است ‪ .‬ولی اعوجاج کلی‬
‫هارمونیکی جریان افزایش یافته است‪.‬‬
‫شکل ‪_ 20:2‬شکل موج‬
‫های ‪ Vg3,Vg2 ,Vg1‬ولتاژ‪ Vab‬و‪ Van‬و جریان با ‪ Ma=1‬و ‪Mf=15‬‬
‫شکل‪ -21:2‬مولفه های هارمونیکی ولتاژ ‪Van‬‬
‫با‪Ma= 1‬و ‪Mf=15‬‬
‫‪13‬‬
‫شکل‪ -22:2‬مولفه های هارمونیکی ولتاژ ‪ Vab‬با‪Ma= 1‬و ‪Mf=15‬‬
‫شکل‪-23:2‬مولفه های هارمونیکی جریان‬
‫بار با‪Ma= 1‬و ‪Mf=15‬‬
‫نتیجه‪:‬‬
‫با بررسی شکل موج های حاصل از شبیه سازی مختلف وآنالیز‬
‫فرکانسی چنین استنباط میشود هر دو‬
‫نوع اینور چند سطحی ‪diod clamp , flying capacitor‬با روش کلید زنی‬
‫‪Level shift‬‬
‫اینورتر های مناسبی بوده و ‪ THD%‬جریان خروجی آنها پایین‬
‫و در حد مطلوب میباشد ‪.‬تلفات کلید زنی کم و طراحی مدارات‬
‫کنترل آسانتر است‪ .‬ولی دیود کلمپ مطلوبتر می باشد‪.‬بعلت‬
‫تعداد زیاد بانک خازنی استفاده شده در نوع خازن شناور حجم‬
‫و هزینه اینوع اینورترها باال میرود و هزینه های بیشری را‬
‫بدنبال دارد‪.‬‬
‫‪14‬‬
‫منابع و مراجع‪:‬‬
‫دروس تدریسی استاد‬‫کالس های استاد راهنما‬‫کتاب الکترونیک قدرت رشید‬‫‪ -‬کتاب الکترونیک قدرت موهان‬
‫‪15‬‬