ترجمه مقاله یک فیلتر اکتیو مرکب بدون ترانسفورماتور با استفاده از مبدل مدولاسیون پهنای باند (PWM) سه سطحی برای راه اندازی موتور با ولتاژ متوسط

ترجمه مقاله یک فیلتر اکتیو مرکب بدون ترانسفورماتور با استفاده از مبدل مدولاسیون پهنای باند (PWM) سه سطحی برای راه اندازی موتور با ولتاژ متوسط

چکیده

این مقاله یک فیلتر اکتیو مرکب بدون ترانسفورماتور را به منظور صرفه جویی انرژی بر روی درایو یک موتور ولتاژ متوسط پیشنهاد می کند. این فیلتر مرکب برای کاهش هارمونیک جریان خط یکسوساز دیودی سه فاز در سمت پیشانی درایو موتور قرار می گیرد. این فیلتر مبتنی بر اتصال مستقیم فیلتر پسیو تنظیم شده بر روی فرکانس هارمونیک هفتم که بطور سری با یک فیلتر اکتیو که از یک مبدل سه سطحی مدولاسیون پهنای باند (PWM) استفاده می کند قرار دارد. در این مقاله، بحث تئوری کنترل بالانس ولتاژ خازن های dc دو تکه ای فیلتر اکتیو نیزآورده می شود. سیستم درایو موتور 400 ولت و 15 کیلووات طراحی، ساخته و آزمایش شد، که می توان آن را به عنوان مدل کوچک یک درایو موتور با ولتاژ متوسط بدون ترمز احیا کننده در نظر گرفت. نتایج عملی اثبات می کند که فیلتر اکتیو قابلیت رضایت­بخشی در فیلترینگ هارمونیک و بالانس ولتاژ پایدار را در تمامی رژیم های باری دارد.

واژگان کلیدی

فیلترهای اکتیو، کاهش هارمونیک، فیلترهای اکتیو، درایوهای موتور، فیلترهای پسیو.

1. 1.      پیش­گفتار

درایو موتور متوسط ولتاز با سرعت قابل تنظیم برای صرفه جویی در انرژی  زمانیکه بر روی فن ها، دمنده ها، پمپ ها و کمپرسورها اعمال می گردد نه به کنترل سریع سرعت موتور و نه به ترمز احیا کننده نیاز دارد [1]. این به سازنده اجازه می دهد که از سه مجموعه سه فاز یکسوساز دیودی و ترانسفورماتور جابجا کننده فاز فرکانس خط در سمت پیشانی درایو موتور 7 کیلوولت - 25 مگاواتی استفاده کند. بعلاوه، استفاده از یک یکسوساز دیودی سه فاز این قابلیت را دارد که ترانسفورماتور فرکانس خط پرهزینه، جاگیر و سنگین را از درایو موتور با ولتاژ متوسط حذف نماید.

یکسوساز به اصطلاح "مدولاسیون پهنای باند (PWM) " یا "سر پیشانی اکتیو" قادر به کشیدن جریان های سینوسی سه فاز از مدار ثانویه می باشد لذا می تواند نسبت به یکسوساز دیودی در کاربردهای فشار ضعیف خاص ارجحیت داشته باشد. با این وجود، یکسوساز دیودی نسبت به یکسوساز PWM در درایوهای موتور فشار متوسط بدون ترمز احیا کننده بسیار پر بازده تر و قابل اطمینان تر و همچنین کم هزینه تر می باشد. با این همه، یکسوساز دیودی مقدار زیادی هارمونیک جریان به سمت ثانویه وارد می کند و از اینرو با تنظیمات و دستورالعمل های هارمونیکی سازگار نمی باشد.

تحقیق جامعی بر روی فیلترهای اکتیو مرکب برای فیلترینگ هارمونیک، میرایی هارمونیک، ایزولاسیون هارمونیک و یا حذف هارمونیک انجام شده است. که از مطالعات پایه ای [3] – [6] تا توسعه عملی [7] – [9] گسترده شده اند. این فیلترهای اکتیو مرکب از ترکیب یک یا چند مبدل PWM با المانهای پسیو همانند خازن ها، سلف ها و یا مقاومت ها مشخص می شوند.