کنفرانس بین المللی ماشین و محرکه های الکتریکی

صفحه اصلی / The 5th International Conference on Electrical Machines and Drives

ارائه و تحلیل یک پیکربندی بهبودیافته برای ترانسفورمر حالت جامد تک مرحله‌ای برای کاربرد در شبکه‌های توزیع مدرن

نویسندگان :

حامد مجرد¹ حسین شایقی² فرزاد صداقتی³ سیدجلال سیدشنوا⁴ رضا مهاجری⁵

1- دانشگاه محقق اردبیلی 2- دانشگاه محقق اردبیلی 3- دانشگاه محقق اردبیلی 4- دانشگاه محقق اردبیلی 5- دانشگاه محقق اردبیلی

کلمات کلیدی :

ترانسفورماتور نیمه‌هادی تک‌مرحله‌ای،مبدل‌ ایزوله‌ تک‌مرحله‌ای،مبدل AC-AC

چکیده :

با هوشمندسازی روزافزون شبکه برق، نیاز به بهره‌وری، پایداری و کارایی بیشتر در عملکرد آن به‌طور فزاینده‌ای احساس می‌شود. در چنین شرایطی، ترانسفورمرهای سنتی که با فرکانس شبکه کار می‌کنند، در مواجهه با نیازهای شبکه‌های توزیع مدرن، با چالش‌هایی روبه‌رو هستند. در این راستا، ترانسفورمرهای حالت جامد که از ترکیب کلیدهای نیمه‌رسانا، اجزای الکترونیکی و ترانسفورمرهای فرکانس بالا تشکیل شده‌اند، به‌عنوان گزینه‌ای مناسب برای پاسخگویی به این چالش‌ها معرفی شده‌اند. این نوع ترانسفورمرها علاوه بر انجام عملکردهای اساسی مانند تبدیل سطح ولتاژ، ایزولاسیون گالوانیکی و انتقال توان، قابلیت‌هایی نظیر تنظیم کیفیت توان، ایزوله‌سازی خطا و کنترل مؤثر شارش توان را نیز فراهم می‌کنند. با این حال، چالش‌هایی مانند تعداد زیاد ادوات کلیدزنی که باعث کاهش چشمگیر راندمان می‌شوند و استفاده از المان‌های پسیو حجیم مانند خازن‌ها که بر قابلیت اطمینان سیستم تاثیر می‌گذارند، همچنان وجود دارد. در این مقاله، یک ترانسفورمر حالت جامد تک‌مرحله‌ای بهبود‌یافته معرفی شده که علاوه بر کنترل دوطرفه و بهینه‌ی شارش توان، راندمان مبدل را نسبت به ساختارهای پیشین افزایش می‌دهد. ساختار پیشنهادی از تعداد کمتری المان استفاده کرده و با روش شیفت فاز تک‌گانه کنترل و تبادل توان را ساده کرده است. تحلیل‌های مبدل و نتایج شبیه‌سازی‌های انجام‌شده نیز ارائه شده است. نتایج بدست آمده حاکی از صحت عملکرد ساختار پیشنهادی می‌باشد.