ﺗﻮﺳﻌﻪ روش ﻣﺪوﻻﺳﻴﻮن CBPWM ﺑﺮاي ﻛﺎﻫﺶTHDو ﺑﻬﺒﻮد ﻃﻴﻒ ﻓﺮﻛﺎﻧﺴﻲ در اﻳﻨﻮرﺗﺮﻫﺎ

در اﻳﻦ روشﻫﺎي ﻛﻨﺘﺮﻟﻲ, ﻫﺎرﻣﻮﻧﻴﻚﻫﺎي اﻳﺠﺎد ﺷﺪه در وﻟﺘﺎژ ﺧﺮوﺟﻲ در اﻃﺮاف ﺷﺎﺧﺺ ﻣﺪوﻻﺳﻴﻮن ﻓﺮﻛﺎﻧﺲ و ﻣﻀﺎرب ﺻﺤﻴﺢ آن ﻗﺮار ﮔﺮﻓﺘﻪ و ﻫﻢ ﭼﻨﻴﻦ, وﻟﺘﺎژ ﺧﺮوﺟﻲ داراي THD ﻗﺎﺑﻞ ﺗﻮﺟﻬﻲ اﺳﺖ. در اﻳﻦ ﻣﻘﺎﻟﻪ, روش ﻣﺪوﻻﺳﻴﻮن ﺟﺪﻳﺪي ﻛﻪ ﺗﻮﺳﻌﻪ ﻳﺎﻓﺘﻪ روش ﻣﺪوﻻﺳﻴﻮن POD ﻣﻲﺑﺎﺷﺪ اراﺋﻪ ﺧﻮاﻫﺪ ﺷﺪ ﻛﻪ داراي ﻃﻴﻒ ﻓﺮﻛﺎﻧﺴﻲ ﺑﻬـﺘﺮي ﻧﺴﺒﺖ ﺑﻪ روشﻫﺎي ﻣﺮﺳﻮم اﺳﺖ. در روش ﻛﻨﺘﺮﻟﻲ ﺟﺪﻳﺪ, ﻣﺤﻞ وﻗﻮع ﻫﺎرﻣﻮﻧﻴﻚﻫﺎ ﺑﻪ دو ﺑﺮاﺑﺮ ﻣﻮﻗﻌﻴﺖ ﺷﺎﺧﺺ ﻣﺪوﻻﺳﻴﻮن ﻓﺮﻛﺎﻧﺲ و ﻣﻀﺎرب ﺻﺤﻴﺢ آن ﻣﻨﺘﻘﻞ ﺷﺪه و در ﻧﺘﻴﺠﻪ ﺑﺎ دور ﺷﺪن از ﻣﻮﻟﻔﻪ اﺻﻠﻲ, ﺳﺎﻳﺰ ﻓﻴﻠﺘﺮ ﻣﻮرد ﻧﻴﺎز ﻛﺎﻫﺶ ﻣﻲﻳﺎﺑﺪ. از ﻣﺰﻳﺖ دﻳﮕﺮ روش ﻛﻨﺘﺮﻟﻲ ﭘﻴﺸﻨﻬﺎدي, ﻣﻲﺗﻮان ﺑﻪ ﻛﺎﻫﺶ ﻗﺎﺑﻞ ﺗﻮﺟﻪ THD وﻟﺘﺎژ ﺧﺮوﺟﻲ در dv/dt روشﻫﺎي ﻣﺮﺳﻮم ﻣﺪوﻻﺳﻴﻮن CBPWM از ﻧﻮع ﺷﻴﻔﺖ ﺳﻄﺢ اﺷﺎره ﻛﺮد. ﺑﺎ اﺳﺘﻔﺎده از ﻧﺘﺎﻳﺞ ﺷﺒﻴﻪﺳﺎزي ﺑﺮ روي ﻳﻚ اﻳﻨﻮرﺗﺮ ﭘﻨﺞ ﺳﻄﺤﻲ ﻛﺎﺳﻜﺎد, ﺻﺤﺖ ﻋﻤﻞﻛﺮد روش ﻛﻨﺘﺮﻟﻲ ﭘﻴﺸﻨﻬﺎدي ﺗﺎﻳﻴﺪ ﺷﺪه اﺳﺖ.

در ﺳﺎلﻫﺎي اﺧﻴﺮ, ﻧﻴﺎز ﺑﻪ اﻳﻨﻮرﺗﺮﻫﺎي وﻟﺘﺎژ ﺑﺎﻻ ﻛﻪ ﻗﺎدر ﺑﻪ ﺗﻮﻟﻴﺪ وﻟﺘﺎژ ﺧﺮوﺟﻲ ﺑﺎ ﻃﻴﻒ ﻫﺎرﻣﻮﻧﻴﻜﻲ ﺧﻮب و ﻛﻨﺘﺮل آﺳﺎن ﺑﺎﺷﻨﺪ اﻓﺰاﻳﺶ ﻳﺎﻓﺘﻪ اﺳﺖ. در ﺑﺮﺧﻲ از ﺳﻴﺴﺘﻢﻫﺎ از ﺟﻤﻠﻪ ادوات FACTS، اﻧﺘﻘﺎل HVDC، دراﻳﻮ ac و ﻓﻴﻠﺘﺮ اﻛﺘﻴﻮ ﺑﺮاي ﻏﻠﺒﻪ ﺑﺮ ﻣﺤﺪودﻳﺖ وﻟﺘﺎژ و ﺟﺮﻳﺎن ﻛﻠﻴﺪﻫﺎي ﺳﺎﺧﺘﻪ ﺷﺪه از ﻧﻴﻤﻪﻫﺎديﻫﺎ، اﺳﺘﻔﺎده از اﻳﻨﻮرﺗﺮﻫﺎي ﭼﻨﺪ ﺳﻄﺤﻲ در ﺳﺎﺧﺘﺎر آﻧﻬﺎ ﻣﻄﺮح ﺷﺪه اﺳﺖ . اﻳﻨﻮرﺗﺮﻫﺎي ﭼﻨﺪ ﺳﻄﺤﻲ ﺑﻪ دﻟﻴﻞ وﻳﮋﮔﻲﻫﺎي ﺧﻮب ﻣﺜﻞ ﺗﻮاﻧﺎﻳﻲ ﺗﻮﻟﻴﺪ وﻟﺘﺎژ ﺑﺎﻻ، ﻛﺎﻫﺶ وﻟﺘﺎژ ﻧﻘﻄﻪ ﻣﺸﺘﺮك، ﺷﻜﻞ ﻣﻮج ﺧﺮوﺟﻲ ﺑﺎ ﻃﻴﻒ ﻫﺎرﻣﻮﻧﻴﻜﻲ ﺑﻬﺘﺮ و ﻛﻢﺗﺮ ﺑﺮاي ﻛﺎرﺑﺮدﻫﺎي ﺗﻮان ﺑﺎﻻ ﺑﺴﻴﺎر ﻣﻨﺎﺳﺐ ﻫﺴﺘﻨﺪ.

ﺳﺎﺧﺘﺎرﻫﺎي ﻣﺨﺘﻠﻔﻲ ﺑﺮاي اﻳﻨﻮرﺗﺮ ﻫﺎي ﭼﻨﺪ ﺳﻄﺤﻲ اراﺋﻪ ﺷﺪه اﺳﺖ ﻛﻪ از ﻣﻴﺎن آﻧﻬﺎ اﻳﻨﻮرﺗﺮ ﭼﻨﺪ ﺳﻄﺤﻲ از ﻧﻮع ﺑﺮشﮔﺮ دﻳﻮدي, اﻳﻨﻮرﺗﺮ ﭼﻨﺪ ﺳﻄﺤﻲ از ﻧﻮع ﺧﺎزنﻫﺎي ﺷﻨﺎور و اﻳﻨﻮرﺗﺮ ﭼﻨﺪ ﺳﻄﺤﻲ ﻛﺎﺳﻜﺎد ﺟﺰء ﺳﺎﺧﺘﺎرﻫﺎي ﭘﺎﻳﻪ ﻣﺤﺴﻮب ﻣﻲﺷﻮﻧﺪ ﻫﺮﭼﻨﺪ ﻛﻪ ﺳﺎﺧﺘﺎرﻫﺎي ﻣﺘﻨﻮع دﻳﮕﺮي ﻧﻴﺰ ﻣﻌﺮﻓﻲ ﺷﺪه اﻧﺪ ﺑﺮاي ﻛﻨﺘﺮل اﻳﻨﻮرﺗﺮﻫﺎي ﭼﻨﺪ ﺳﻄﺤﻲ روشﻫﺎي ﻣﺨﺘﻠﻔﻲ وﺟﻮد دارد ﻛﻪ از ﺟﻤﻠﻪ آﻧﻬﺎ، ﻣﻲﺗﻮان ﺑﻪ روش ﻣﺪوﻻﺳﻴﻮن Carrier Based Pulse Width Modulation (CBPWM)اﺷﺎره ﻛﺮد. روش ﻣﺪوﻻﺳﻴﻮن CBPWM ﻣﻲﺗﻮاﻧﺪ در دو ﮔﺮوه ﻃﺒﻘﻪﺑﻨﺪي ﺷﻮد، روش ﺷﻴﻔﺖ ﻓﺎز ﻛﻪ در آن, ﺑﻴﻦ ﺳﻴﮕﻨﺎلﻫﺎي ﻛﺮﻳﺮ اﺧﺘﻼف ﻓﺎز وﺟﻮد دارد و روش ﺷﻴﻔﺖ ﺳﻄﺢ ﻛﻪ در آن ﺳﻄﺢ dc ﺳﻴﮕﻨﺎلﻫﺎي ﻛﺮﻳﺮ ﺑﺎ ﻫﻢ ﻣﺘﻔﺎوت اﺳﺖ. در اﻳﻦ ﻣﻘﺎﻟﻪ، ﺗﻤﺮﻛﺰ ﺑﺮ روي روش ﻣﺪوﻻﺳﻴﻮن CBPWM از ﻧﻮع ﺷﻴﻔﺖ ﺳﻄﺢ ﻣﻲﺑﺎﺷﺪ. در اﻳﻦ روش ﻣﺪوﻻﺳﻴﻮن, ﺑﺮاي ﻛﻨﺘﺮل ﻳﻚ اﻳﻨﻮرﺗﺮ m ﺳﻄﺤﻲ ﻧﻴﺎز ﺑﻪ m −1 ﺳﻴﮕﻨﺎل ﻛﺮﻳﺮ اﺳﺖ.

روش ﻣﺪوﻻﺳﻴﻮن CBPWM از ﻧﻮع ﺷﻴﻔﺖ ﺳﻄﺢ ﺧﻮد ﺑﻪ ﺳﻪ ﮔﺮوه ﺗﻘﺴﻴﻢ ﻣﻲﺷﻮد. ﻋﻴﺐ اﻳﻦ روش ﻛﻨﺘﺮﻟﻲ اﻳﻦ اﺳﺖ ﻛﻪ ﻫﺎرﻣﻮﻧﻴﻚﻫﺎي اﻳﺠﺎد ﺷﺪه در اﻃﺮاف ﺷﺎﺧﺺ ﻣﺪوﻻﺳﻴﻮن ﻓﺮﻛﺎﻧﺲ ( (m _f و ﻣﻀﺎرب ﺻﺤﻴﺢ آن ﻗﺮار ﻣﻲﮔﻴﺮد. در ﻧﺘﻴﺠﻪ, اﮔﺮ اﻳﻦ ﺷﺎﺧﺺ ﻣﻘﺪار ﻛﻢﺗﺮي داﺷﺘﻪ ﺑﺎﺷﺪ ﻫﺎرﻣﻮﻧﻴﻚﻫﺎي اﻳﺠﺎد ﺷﺪه ﻧﺰدﻳﻚ ﺑﻪ ﻣﻮﻟﻔﻪ اﺻﻠﻲ ﺧﻮاﻫﻨﺪ ﺑﻮد ﻛﻪ ﺣﺬف آنﻫﺎ ﻣﺸﻜﻞ ﺑﻮده و ﻧﻴﺎز ﺑﻪ ﻓﻴﻠﺘﺮ ﺑﺎ اﻧﺪازه ﺑﺰرگ ﺧﻮاﻫﺪ داﺷﺖ. ﻫﻢ ﭼﻨﻴﻦ ﺷﻜﻞﻣﻮجﻫﺎي ﺧﺮوﺟﻲ داراي ﺑﺰرﮔﻲ ﻣﻲﺑﺎﺷﻨﺪ.

در اﻳﻦ ﻣﻘﺎﻟﻪ, ﺑﺮاي ﺑﻬﺒﻮد اﻳﻦ ﻣﺸﻜﻼت, روش ﻛﻨﺘﺮﻟﻲ ﺟﺪﻳﺪي اراﺋﻪ ﺷﺪه اﺳﺖ ﻛﻪ ﻣﺤﻞ وﻗﻮع ﻫﺎرﻣﻮﻧﻴﻚﻫﺎ را ﺑﻪ ﻣﻮﻗﻌﻴﺖ 2m _f و ﻣﻀﺎرب ﺻﺤﻴﺢ آن ﻣﻨﺘﻘﻞ ﻛﺮده و در ﻧﺘﻴﺠﻪ ﻫﺎرﻣﻮﻧﻴﻚﻫﺎي اﻳﺠﺎد ﺷﺪه از ﻣﻮﻟﻔﻪ اﺻﻠﻲ دور ﺷﺪه و ﺑﻨﺎﺑﺮاﻳﻦ ﺳﺎﻳﺰ ﻓﻴﻠﺘﺮ اﺳﺘﻔﺎده ﺷﺪه ﻛﺎﻫﺶ ﻣﻲﻳﺎﺑﺪ. ﻫﻢ ﭼﻨﻴﻦ ﺑﺎ روش ﻛﻨﺘﺮﻟﻲ ﭘﻴﺸﻨﻬﺎدي, THD وﻟﺘﺎژ ﺧﺮوﺟﻲ در ﻣﻘﺎﻳﺴﻪ ﺑﺎ روشﻫﺎي ﻣﺮﺳﻮم ﻣﺪوﻻﺳﻴﻮن CBPWM از ﻧﻮع ﺷﻴﻔﺖ ﺳﻄﺢ ﻛﺎﻫﺶ ﻗﺎﺑﻞ ﺗﻮﺟﻬﻲ ﻣﻲﻳﺎﺑﺪ.

در اﻳﻦ ﻣﻘﺎﻟﻪ, اﺑﺘﺪا ﻫﺮ ﺳﻪ روش ﻣﺪوﻻﺳﻴﻮن CBPWM از ﻧﻮع ﺷﻴﻔﺖ ﺳﻄﺢ ﺑﺎ در ﻧﻈﺮ ﮔﺮﻓﺘﻦ ﻃﻴﻒ ﻓﺮﻛﺎﻧﺴﻲ وﻟﺘﺎژ ﺧﺮوﺟﻲ و THD ﺑﻪ ﺻﻮرت ﻛﺎﻣﻞ ﺑﻪ ﻫﻤﺮاه ﻣﺰاﻳﺎ و ﻣﻌﺎﻳﺐ آنﻫﺎ ﺑﺎ ﻫﻢ ﻣﻘﺎﻳﺴﻪ ﻣﻲﺷﻮد. ﺳﭙﺲ روش ﻣﺪوﻻﺳﻴﻮن CBPWM ﺟﻬﺖ رﺳﻴﺪن ﺑﻪ ﻃﻴﻒ ﻓﺮﻛﺎﻧﺴﻲ ﺑﻬﺘﺮ ﺗﻮﺳﻌﻪ داده ﺧﻮاﻫﺪ ﺷﺪ.

روش ﻣﺪوﻻﺳﻴﻮن ﺷﻴﻔﺖ ﺳﻄﺢ از ﻧﻮع Phase Disposition (PD)

در اﻳﻦ روش ﻛﻨﺘﺮﻟﻲ، ﺑﺮاي ﻳﻚ اﻳﻨﻮرﺗﺮ m ﺳﻄﺤﻲ, m −1 ﺳﻴﮕﻨﺎل ﻛﺮﻳﺮ ﻛﻪ داراي ﺳﻄﺢ dc ﻣﺘﻔﺎوت وﻟﻲ ﻓﺎز ﻳﻜﺴﺎن دارﻧﺪ اﺳﺘﻔﺎده ﻣﻲﺷﻮد. ﻓﺮﻛﺎﻧﺲ ﻫﻤﻪ ﻛﺮﻳﺮﻫﺎ ﺑﺮاﺑﺮfc و داﻣﻨﻪ ﻫﻤﻪ آﻧﻬﺎ ﺑﺮاﺑﺮ Ac, pp در ﻧﻈﺮ ﮔﺮﻓﺘﻪ ﻣﻲﺷﻮد. ﺑﺎ m f زوج, وﻟﺘﺎژ ﺧﺮوﺟﻲ داراي ﺗﻘﺎرن ﻧﻴﻢﻣﻮج و ﺑﺎ m f ﻓﺮد, وﻟﺘﺎژ ﺧﺮوﺟﻲ داراي ﺗﻘﺎرن ﻓﺮد ﺧﻮاﻫﺪ ﺑﻮد.

ü روش ﻣﺪوﻻﺳﻴﻮن ﺷﻴﻔﺖ ﺳﻄﺢ از ﻧﻮع Phase Opposition Disposition (POD)

در روش POD، ﻣﺠﻤﻮﻋﻪ ﺳﻴﮕﻨﺎلﻫﺎي ﻛﺮﻳﺮ ﻣﻮﺟﻮد در ﺑﺎﻻي ﻣﺤﻮر ﺻﻔﺮ داراي ﻓﺎز ﻳﻜﺴﺎن و ﻫﻢ ﭼﻨﻴﻦ ﻣﺠﻤﻮﻋﻪ ﺳﻴﮕﻨﺎلﻫﺎي ﻛﺮﻳﺮ زﻳﺮ ﻣﺤﻮر ﺻﻔﺮ ﻧﻴﺰ ﺑﺎ ﻫﻢ، ﻫﻢ ﻓﺎز ﻫﺴﺘﻨﺪ وﻟﻲ ﻣﺠﻤﻮﻋﻪ ﺳﻴﮕﻨﺎلﻫﺎي ﻛﺮﻳﺮ ﺑﺎﻻي ﻣﺤﻮر ﺻﻔﺮ ﺑﺎ ﻣﺠﻤﻮﻋﻪ ﺳﻴﮕﻨﺎلﻫﺎي ﻛﺮﻳﺮ زﻳﺮ ﻣﺤﻮر ﺻﻔﺮ 180 درﺟﻪ اﺧﺘﻼف ﻓﺎز دارﻧﺪ. ﺗﻘﺎرن ﻧﻴﻢﻣﻮج و ﻓﺮد ﺷﻜﻞﻣﻮج وﻟﺘﺎژ ﺧﺮوﺟﻲ و ﻫﻢ ﭼﻨﻴﻦ ﻧﺤﻮه ﺗﻮﻟﻴﺪ ﭘﺎﻟﺲﻫﺎي ﺗﺮﻳﮕﺮ ﻛﻠﻴﺪﻫﺎ ﻣﺸﺎﺑﻪ روش PD اﺳﺖ.

ü روش ﻣﺪوﻻﺳﻴﻮن ﺷﻴﻔﺖ ﺳﻄﺢ از ﻧﻮع Alternative Phase Opposition Disposition (APOD)

در اﻳﻦ روش ﻣﺪوﻻﺳﻴﻮن, ﻣﺸﺎﺑﻪ روشﻫﺎي دﻳﮕﺮ ﻣﺪوﻻﺳﻴﻮن ,CBPWM ﺑﺮاي ﻳﻚ اﻳﻨﻮرﺗﺮ m ﺳﻄﺤﻲ, ﻧﻴﺎز ﺑﻪ m −1 ﺳﻴﮕﻨﺎل ﻛﺮﻳﺮ اﺳﺖ. در اﻳﻦ روش, ﺗﻤﺎﻣﻲ ﺳﻴﮕﻨﺎلﻫﺎي ﻛﺮﻳﺮ داراي داﻣﻨﻪ و ﻓﺮﻛﺎﻧﺲ ﻳﻜﺴﺎﻧﻲ ﻫﺴﺘﻨﺪ وﻟﻲ ﻫﺮ ﺳﻴﮕﻨﺎل ﻛﺮﻳﺮ ﺑﺎ ﺳﻴﮕﻨﺎل ﻛﺮﻳﺮ ﻣﺠﺎورش 180 درﺟﻪ اﺧﺘﻼف ﻓﺎز دارد. ﺗﻘﺎرن ﻧﻴﻢﻣﻮج و ﻓﺮد ﺷﻜﻞﻣﻮج وﻟﺘﺎژ ﺧﺮوﺟﻲ و ﻫﻢ ﭼﻨﻴﻦ ﻧﺤﻮه ﺗﻮﻟﻴﺪ ﭘﺎﻟﺲﻫﺎي ﺗﺮﻳﮕﺮ ﻛﻠﻴﺪﻫﺎ ﻣﺸﺎﺑﻪ روش PD اﺳﺖ.

در اﻳﻦ ﻣﻘﺎﻟﻪ روشﻫﺎي ﻣﺨﺘﻠﻒ ﻣﺪوﻻﺳﻴﻮن CBPWM ﺑﺮاي اﻳﻨﻮرﺗﺮﻫﺎي ﭼﻨﺪ ﺳﻄﺤﻲ از ﻟﺤﺎظ ﻃﻴﻒ ﻓﺮﻛﺎﻧﺴﻲ وﻟﺘﺎژ ﺧﺮوﺟﻲ و THD ﻣﻮرد ﺑﺮرﺳﻲ ﻗﺮار ﮔﺮﻓته است. ﺳﭙﺲ روش ﻣﺪوﻻﺳﻴﻮن ﺟﺪﻳﺪي ﻛﻪ ﺗﻌﻤﻴﻢ ﻳﺎﻓﺘﻪ روش POD اﺳﺖ ﭘﻴﺸﻨﻬﺎد ﮔﺮدﻳﺪه ﻛﻪ ﻗﺎدر اﺳﺖ رﻓﺘﺎر اﻳﻨﻮرﺗﺮ را ﺑﺮاي ﭘﺎراﻣﺘﺮﻫﺎي ذﻛﺮ ﺷﺪه ﺑﻬﺒﻮد ﺑﺨﺸﺪ. در روش ﻣﺪوﻻﺳﻴﻮن ﭘﻴﺸﻨﻬﺎدي, ﻫﺎرﻣﻮﻧﻴﻚﻫﺎي ﺗﻮﻟﻴﺪ ﺷﺪه در وﻟﺘﺎژ ﺧﺮوﺟﻲ ﺑﺮﺧﻼف روشﻫﺎي ﻣﺪوﻻﺳﻴﻮن ﻛﻪ در ﻣﻮﻗﻌﻴﺖ ﺷﺎﺧﺺ ﻣﺪوﻻﺳﻴﻮن ﻓﺮﻛﺎﻧﺲ و ﻣﻀﺎرب ﺻﺤﻴﺢ از آن ﺑﻪ وﺟﻮد ﻣﻲآﻳﻨﺪ در دو ﺑﺮاﺑﺮ ﺷﺎﺧﺺ ﻣﺪوﻻﺳﻴﻮن ﻓﺮﻛﺎﻧﺲ و ﻣﻀﺎرب ﺻﺤﻴﺢ آن ﺗﻮﻟﻴﺪ ﻣﻲﺷﻮﻧﺪ ﻛﻪ ﺑﻪ دﻟﻴﻞ دور ﺷﺪن از ﻣﻮﻟﻔﻪ اﺻﻠﻲ ﺣﺎﻳﺰ اﻫﻤﻴﺖ اﺳﺖ. ﻫﻢ ﭼﻨﻴﻦ ﺑﺎ روش ﻣﺪوﻻﺳﻴﻮن ﭘﻴﺸﻨﻬﺎدي, THD ﺗﻮﻟﻴﺪي در ﻣﻘﺎﻳﺴﻪ ﺑﺎ روشﻫﺎي ﻣﺮﺳﻮم ﺑﻪ ازاي ﺗﻤﺎﻣﻲ ﺷﺎﺧﺺﻫﺎي ﻣﺪوﻻﺳﻴﻮن, ﻛﺎﻫﺶ ﻗﺎﺑﻞ ﺗﻮﺟﻬﻲ را ﻧﺸﺎن ﻣﻲدﻫﺪ.