Revizio pri Topologio kaj Kontrolaj Aplikoj de Mez-Altaj Tensiaj Potencaj Elektronikaj Transformiloj III

3.3 Fiksita Multnivela Topologio

La plurnivela topologio de Neŭtrala Punkto Fiksa (NPC) estas montrita. Krom la diod-fiksita NPC-topologio, NPC-topologioj ankaŭ inkluzivas flugantan kondensatoran tipon kaj hibridan fiksitan tipon, inter aliaj. Tamen, pro la granda kondensatora volumeno, NPC-topologioj ankoraŭ plejparte uzas pasivajn aŭ aktivajn ŝaltilaparatojn por fiksado. Prenante la diod-fiksitan plurnivelan topologion kiel ekzemplon, en trifaza rektifika stadio-topologio, ĉiu fazobranĉo konsistas el kaskaditaj ŝaltila transistoroj kaj fiksaj diodoj, konektitaj paralele al ununura alttensia kontinukurenta buso. Literaturo proponis unufazan PET-topologion kun rektifika stadio uzanta kvar-nivelan diod-fiksitan cirkviton. Unuopan alttensian kontinukurentan buson sekvas enig-seri-eligi-paralelaj DAB-oj, kiel montrite. Ĉi tiu topologio povas esti vastigita en trifazan strukturon, kaj la nombro de tensiniveloj povas esti ŝanĝita surbaze de la eltenaj tensiniveloj de la aparato kaj la tensionivelo de la alta tensioflanko. Kiel la MMC-topologio, la NPC-topologio ankaŭ povas esti aplikata en la izolada stadio, konektante la alttensian kontinukurentan buson al la Izolada Transformilo, kiel montrite. La literaturo aplikis tri-nivelan diod-fiksitan NPC-konvertilon al la alt-tensia flanko de LLC-resonanca konvertilo, kontrolante ĝin sur prototipo de 166 kW/2 kV ~ 400 V. La literaturo aplikis tri-nivelan diod-fiksitan NPC-cirkviton al trifaza DAB, atingante idealajn DAB-tensio- kaj kurentkarakterizaĵojn.

Kiam la NPC-topologio estas uzata kiel la rektifika stadio, ĝi ne postulas izolitajn kontinukurentajn busojn, reduktante la nombron de izolaj stadiotransformiloj. Krome, en trifazaj strukturoj, ne ekzistas duobla-linia-frekvenca tensiondo sur la buso. Tamen, ĉar la fiksita topologio postulas grandan nombron da fiksiloj, la nombro de fiksiloj pliiĝas kun la kresko de la nombro de niveloj, malfaciligante nivelvastiĝon kaj redundon atingi. Rilate al kontrolo, la kurentoj fluantaj en ĉiun buskondensatoron de la NPC-konvertilo estas malsamaj, kondukante al kondensatora tensiomalekvilibro. Por NPC-topologioj super tri niveloj, ne ekzistas efika tensioekvilibra algoritmo. Krome, malkonsekvencaj funkciaj tempoj de ŝaltiloj ene kaj ekster la brakoj kondukas al neegalan varmiĝon, kiu povas esti solvita nur per ŝanĝo de la ĝenerala cirkvita topologio.

La multaj malfacilaĵoj kaŭzitaj de nivelvastiĝo signifas, ke NPC-topologioj povas esti aplikitaj nur en mez-/altaj tensiaj niveloj per seria konekto de aparatoj aŭ la uzo de alt-tensiaj SiC-aparatoj. Tamen, ĉe pli malaltaj tensiaj niveloj, kompare kun ununura H-ponta topologio, tri-nivela NPC havas nur duonon de la tensi-eltenivo kaj tensioŝarĝo sur ĉiu ŝaltila transistoro, dum li eligas pli da tensiaj niveloj, rezultante en pli malaltaj postuloj pri elira filtrado. Ĝi havas konsiderindajn aplikajn avantaĝojn kiel la invertosa stadio ĉe la malalt-tensia flanko de PET. Ekzemple, literaturo uzis tri-nivelan diod-fiksitan NPC kiel la invertosa stadion de PET por funkciigi trifazan motoron, farante eksperimentan konfirmon kaj atingante bonan motormovigan rendimenton kaj bruorendimenton.