Erdi-Altuko Tentsioko Potentzia Elektronikoko Transformadoreen Topologia eta Kontrol Aplikazioen Berrikuspena II

2 PET egitura orokorraren hautaketa

PET topologiak oso aldakorrak dira. Energia-bihurketa-etapen kopuruaren arabera, etapa bakarreko, bi etapako eta hiru etapako motatan sailka daitezke [7]. Bi etapako egituren artean, tentsio handiko eta tentsio baxuko korronte zuzeneko busak daude, 1. irudian erakusten den bezala.

Etapa bakarreko PETetan (1(a) irudia), maiztasun ertain/altuko Isolamendu-transformadorea Bi aldeetan AC/AC bihurgailuak konektatzen ditu. Alde primarioko AC/AC bihurgailuak sarrerako lineako maiztasuneko AC tentsioa maiztasun handiko AC tentsio bihurtzen du, transformadorearen bidez akoplatzen dena eta gero bigarren mailako AC/AC bihurgailuak lineako maiztasuneko AC tentsio bihurtzen duena. Etapa bakarreko PETek bihurketa-etapa gutxiago eta osagai gutxiago dituzte, eraginkortasun handia eta potentzia-dentsitate handia. Hala ere, DC bus baten faltak ez ditu egokiak AC/DC sare hibridoetarako, eta potentzia-desakoplamenduaren kontrola konplexua da.

Bi faseko PETek tentsio handiko edo baxuko aldean DC bus bat dute. Isolamendu-transformadorearen alde bateko topologiak etapa bakarreko PET baten antzekoa da, eta beste aldea AC/DC edo DC/AC zirkuituen bidez DC busera konektatzen da (1(c) eta 1(d) irudiak). Tentsio handiko edo baxuko DC loturekin, bi faseko PETek tentsio ertaineko/altuko DC sareetara konekta daitezke tentsio handiko aldean edo tentsio baxuko aldean fotovoltaiko/biltegiratze sistemetara. Hala ere, isolamendu-transformadorearen bi aldeetako bihurgailuek transferitzen duten potentzia aktiboa oso sentikorra da transformadorearen ihes-induktantzia parametroekiko. Gainera, DC bus kondentsadoreak maiztasun bikoitzeko tentsio-gorabehera handiak jasaten ditu, eta bihurgailuaren korronte-gorabeherak handiak dira [7], eta horrek kontrola zailtzen du.

Hiru etapako PETek (1(b) irudia) tentsio handiko eta baxuko aldeetan korronte zuzeneko busak dituzte. Sarrerako lineako maiztasuneko korronte alternoa tentsio handiko korronte zuzeneko bus batera zuzentzen da AC/DC bihurketaren bidez, maiztasun handiko uhin karratuetan modulatzen da, tentsio baxuko aldeari akoplatzen zaio maiztasun ertaineko/altuko transformadore baten bidez, tentsio baxuko korronte zuzeneko bus batera zuzentzen da eta, azkenik, lineako maiztasuneko tentsio alternora inbertitzen da DC/AC bihurketaren bidez. Hiru etapako PETek tentsio handiko eta baxuko korronte zuzeneko sistemetara konekta daitezke. Bihurketa etapa bakoitzaren kontrola nahiko independentea da, desakoplamendua eta konpentsazio kontrola erraztuz. Hala ere, bihurketa etapa anitzek egitura konplexuena sortzen dute. Etapa anitzeko diseinuari esker, hiru etapako PET topologiek errazago lortzen dute kaskada tentsio handiko aldean eta paraleloa tentsio baxuko aldean, tentsio ertaineko/altuko aplikazioen beharrak asetuz. Horrela, hiru etapako topologiak dira tentsio ertaineko/altuko PET ikerketan eta aplikazioetan gehien erabiltzen direnak.

Erdi/goi tentsioko aplikazioetan dauden PETentzat, tentsio baxuko aldeak tentsio maila baxuak ditu, gailuaren tentsio mugak minimoekin. Aldiz, goi tentsioko zuzenketa etapak eta tarteko isolamendu etapak tentsio maila altuei aurre egiten diete, zirkuitu topologiei eta gailuei eskakizun zorrotzagoak ezarriz. Ikerketa bi norabidetan oinarritzen da: ① Erdi/goi tentsioko PETentzako topologia eta kontrol metodo berriak, dauden gailuen tentsio balorazioetan oinarrituta; ② PET topologiak eta kontrolak, goi tentsioko gailu berriak erabiliz, hala nola 10kV-ko SiC gailuak [8, 9]. Hala ere, goi tentsioko SiC gailuak oraindik laborategiko I+G fasean daude, eta gailu komertzialek ezin dituzte oraindik tentsio eskakizunak bete. Hori dela eta, kaskadako modulu anitzeko edo modulu bakarreko maila anitzeko topologiak erabiltzen dira sarrerako tentsio altuko eskakizunak betetzeko. Topologia tipikoak 2. irudian ageri dira, 3. atalean aztertuta.