Oersjoch fan topology- en kontrôletapassingen fan elektroanyske transformators foar middelhege spanning III

3.3 Klemme mearlaachtopology

De Neutral Point Clamped (NPC) mearlaachtopology wurdt werjûn. Neist de diode-clamped NPC-topology omfetsje NPC-topologyen ek it fleanende kondensatortype en hybride clamped type, ûnder oaren. Fanwegen it grutte kondensatorvolume brûke NPC-topologyen lykwols noch meast passive of aktive skeakelapparaten foar clamping. Nim de diode-clamped mearlaachtopology as foarbyld, yn in trijefase-gelijkrichterstadiumtopology bestiet elke fazepoat út kaskadearre skeakeltransistors en clampingdiodes, parallel ferbûn oan in inkele hege-spanning DC-bus. Literatuer stelde in ienfase PET-topology foar mei in gelijkrichterstadium mei in fjouwer-nivo diode-clamped circuit. In inkele hege-spanning DC-bus wurdt folge troch ynfier-searje-útfier-parallelle DAB's, lykas werjûn. Dizze topology kin útwreide wurde ta in trijefasestruktuer, en it oantal spanningsnivo's kin feroare wurde op basis fan de spanningsnivo's fan it apparaat en it spanningsnivo oan 'e hege-spanningskant. Lykas de MMC-topology kin de NPC-topology ek tapast wurde yn 'e isolaasjefase, wêrby't de hege spanning DC-bus ferbûn wurdt mei de Isolaasjetransformator, lykas werjûn. Literatuer tapast in trije-nivo diode-klemde NPC-converter op 'e hege spanningskant fan in LLC resonante converter, en ferifiearre dit op in 166kW/2kV~400V prototype. Literatuer tapast in trije-nivo diode-klemde NPC-sirkwy op in trijefase DAB, wêrby't ideale DAB-spanning- en stroomkarakteristiken berikt wurde.

As de NPC-topology brûkt wurdt as de gelijkrichterstadium, binne der gjin isolearre DC-bussen nedich, wêrtroch it oantal isolaasjestadiumtransformators ferminderet. Fierder is der yn trijefase-struktueren gjin dûbele line-frekwinsje spanningsrimpel op 'e bus. Omdat de klemde topology lykwols in grut oantal klemapparaten fereasket, nimt it oantal klemapparaten ta as it oantal nivo's tanimt, wêrtroch nivo-útwreiding lestich is en redundânsje dreech te berikken. Wat kontrôle oanbelanget, binne de streamingen dy't yn elke buskondensator fan 'e NPC-converter streame oars, wat liedt ta in ûnbalâns yn 'e spanning fan' e kondensator. Foar NPC-topologyen boppe trije nivo's is der gjin effektyf spanningsbalansearjend algoritme. Derneist liede ynkonsistente wurktiden fan skeakels binnen en bûten de earms ta ûngelikense ferwaarming, wat allinich oplost wurde kin troch de algemiene circuittopology te feroarjen.

De talleaze swierrichheden feroarsake troch nivo-útwreiding betsjutte dat NPC-topologyen allinich tapast wurde kinne op middelgrutte/hege spanningsnivo's fia searjeferbining fan apparaten of it brûken fan hege spanning SiC-apparaten. By legere spanningsnivo's, yn ferliking mei in inkele H-brêge-topology, hat in trije-nivo NPC lykwols mar de helte fan 'e spanningsbestindichheid en spanningsstress op elke skeakeltransistor, wylst it mear spanningsnivo's útfiert, wat resulteart yn legere easken foar útfierfiltering. It hat flinke tapassingsfoardielen as de omvormertrap oan 'e leechspanningskant fan in PET. Bygelyks, yn 'e literatuer waard in trije-nivo diode-klemme NPC brûkt as de omvormertrap fan in PET om in trijefasemotor oan te driuwen, eksperimintele ferifikaasje út te fieren en goede motoroandriuwprestaasjes en lûdsprestaasjes te berikken.