మీడియం-హై వోల్టేజ్ పవర్ ఎలక్ట్రానిక్ ట్రాన్స్‌ఫార్మర్‌ల టోపాలజీ మరియు నియంత్రణ అనువర్తనాలపై సమీక్ష III

3.3 క్లాంప్డ్ మల్టీలెవల్ టోపాలజీ

న్యూట్రల్ పాయింట్ క్లాంప్డ్ (NPC) మల్టీలెవల్ టోపాలజీ చూపబడింది. డయోడ్-క్లాంప్డ్ NPC టోపాలజీతో పాటు, NPC టోపాలజీలలో ఫ్లయింగ్ కెపాసిటర్ రకం మరియు హైబ్రిడ్ క్లాంప్డ్ రకం వంటివి కూడా ఉన్నాయి. అయితే, కెపాసిటర్ పరిమాణం ఎక్కువగా ఉండటం వల్ల, NPC టోపాలజీలు ఇప్పటికీ క్లాంపింగ్ కోసం ఎక్కువగా పాసివ్ లేదా యాక్టివ్ స్విచ్చింగ్ పరికరాలను ఉపయోగిస్తాయి. డయోడ్-క్లాంప్డ్ మల్టీలెవల్ టోపాలజీని ఉదాహరణగా తీసుకుంటే, ఒక త్రీ-ఫేజ్ రెక్టిఫైయర్ స్టేజ్ టోపాలజీలో, ప్రతి ఫేజ్ లెగ్‌లో క్యాస్కేడెడ్ స్విచ్చింగ్ ట్రాన్సిస్టర్‌లు మరియు క్లాంపింగ్ డయోడ్‌లు ఉంటాయి, ఇవి ఒకే హై-వోల్టేజ్ DC బస్‌కు సమాంతరంగా అనుసంధానించబడి ఉంటాయి. సాహిత్యం నాలుగు-స్థాయిల డయోడ్-క్లాంప్డ్ సర్క్యూట్‌ను ఉపయోగించి రెక్టిఫైయర్ స్టేజ్‌తో ఒక సింగిల్-ఫేజ్ PET టోపాలజీని ప్రతిపాదించింది. చూపిన విధంగా, ఒకే హై-వోల్టేజ్ DC బస్ తర్వాత ఇన్‌పుట్-సిరీస్-అవుట్‌పుట్-పారలల్ DABలు ఉంటాయి. ఈ టోపాలజీని త్రీ-ఫేజ్ నిర్మాణంగా విస్తరించవచ్చు మరియు పరికరం తట్టుకోగల వోల్టేజ్ స్థాయిలు మరియు హై-వోల్టేజ్ సైడ్ వోల్టేజ్ స్థాయి ఆధారంగా వోల్టేజ్ స్థాయిల సంఖ్యను మార్చవచ్చు. MMC టోపాలజీ లాగానే, అధిక-వోల్టేజ్ DC బస్‌ను కనెక్ట్ చేస్తూ, ఐసోలేషన్ దశలో NPC టోపాలజీని కూడా అప్లై చేయవచ్చు. ఐసోలేషన్ ట్రాన్స్‌ఫార్మర్చూపిన విధంగా. సాహిత్యం ఒక LLC రెసొనెంట్ కన్వర్టర్ యొక్క అధిక-వోల్టేజ్ వైపుకు మూడు-స్థాయి డయోడ్-క్లాంప్డ్ NPC కన్వర్టర్‌ను వర్తింపజేసింది, దానిని 166kW/2kV~400V ప్రోటోటైప్‌పై ధృవీకరించింది. సాహిత్యం మూడు-స్థాయి డయోడ్-క్లాంప్డ్ NPC సర్క్యూట్‌ను మూడు-ఫేజ్ DABకి వర్తింపజేసింది, ఆదర్శవంతమైన DAB వోల్టేజ్ మరియు కరెంట్ లక్షణాలను సాధించింది.

రెక్టిఫైయర్ దశగా NPC టోపాలజీని ఉపయోగించినప్పుడు, దీనికి ఐసోలేటెడ్ DC బస్సులు అవసరం లేదు, దీనివల్ల ఐసోలేషన్ దశ ట్రాన్స్‌ఫార్మర్ల సంఖ్య తగ్గుతుంది. అంతేకాకుండా, త్రీ-ఫేజ్ నిర్మాణాలలో, బస్సుపై డబుల్-లైన్-ఫ్రీక్వెన్సీ వోల్టేజ్ రిపుల్ ఉండదు. అయితే, క్లాంప్డ్ టోపాలజీకి పెద్ద సంఖ్యలో క్లాంపింగ్ పరికరాలు అవసరం కాబట్టి, లెవెల్స్ సంఖ్య పెరిగేకొద్దీ క్లాంపింగ్ పరికరాల సంఖ్య కూడా పెరుగుతుంది, దీనివల్ల లెవెల్ విస్తరణ కష్టమవుతుంది మరియు రిడండెన్సీని సాధించడం కూడా కష్టమవుతుంది. నియంత్రణ పరంగా చూస్తే, NPC కన్వర్టర్‌లోని ప్రతి బస్ కెపాసిటర్‌లోకి ప్రవహించే కరెంట్లు వేర్వేరుగా ఉంటాయి, ఇది కెపాసిటర్ వోల్టేజ్ అసమతుల్యతకు దారితీస్తుంది. మూడు లెవెల్స్ కంటే ఎక్కువ ఉన్న NPC టోపాలజీలకు, సమర్థవంతమైన వోల్టేజ్ బ్యాలెన్సింగ్ అల్గోరిథం లేదు. అదనంగా, ఆర్మ్స్ లోపల మరియు వెలుపల ఉన్న స్విచ్‌ల యొక్క అస్థిరమైన ఆపరేటింగ్ సమయాలు అసమానమైన వేడికి దారితీస్తాయి, దీనిని మొత్తం సర్క్యూట్ టోపాలజీని మార్చడం ద్వారా మాత్రమే పరిష్కరించవచ్చు.

లెవెల్ విస్తరణ వలన కలిగే అనేక ఇబ్బందుల కారణంగా, NPC టోపోలాజీలను కేవలం మీడియం/హై వోల్టేజ్ లెవెల్స్‌లో, డివైస్ సిరీస్ కనెక్షన్ ద్వారా గానీ లేదా హై-వోల్టేజ్ SiC డివైస్‌లను ఉపయోగించడం ద్వారా గానీ మాత్రమే అప్లై చేయవచ్చు. అయితే, తక్కువ వోల్టేజ్ లెవెల్స్‌లో, సింగిల్ H-బ్రిడ్జ్ టోపోలాజీతో పోలిస్తే, త్రీ-లెవెల్ NPC ఎక్కువ వోల్టేజ్ లెవెల్స్‌ను అవుట్‌పుట్ చేస్తూ, ప్రతి స్విచ్చింగ్ ట్రాన్సిస్టర్‌పై సగం వోల్టేజ్ విత్‌స్టాండ్ మరియు వోల్టేజ్ స్ట్రెస్‌ను మాత్రమే కలిగి ఉంటుంది, దీని ఫలితంగా అవుట్‌పుట్ ఫిల్టరింగ్ అవసరాలు తక్కువగా ఉంటాయి. PET యొక్క లో-వోల్టేజ్ సైడ్‌లో ఇన్వర్టర్ స్టేజ్‌గా దీనికి గణనీయమైన అప్లికేషన్ ప్రయోజనాలు ఉన్నాయి. ఉదాహరణకు, ఒక త్రీ-ఫేజ్ మోటార్‌ను డ్రైవ్ చేయడానికి, సాహిత్యంలో ఒక PET యొక్క ఇన్వర్టర్ స్టేజ్‌గా త్రీ-లెవెల్ డయోడ్-క్లాంప్డ్ NPCని ఉపయోగించారు, ప్రయోగాత్మక ధృవీకరణ నిర్వహించి, మంచి మోటార్ డ్రైవ్ పనితీరు మరియు నాయిస్ పనితీరును సాధించారు.