متعادل کننده ولتاژ خازن‌ برای یکسوکننده سه فاز چهار کلیدی با استفاده از روش مدولاسیون فضای برداری بهبود یافته و طراحی سیگنال کمکی

در این مقاله طراحی کنترل کننده بهبود یافته برای یکسو کننده سه فاز چهار کلیدی به منظور متعادل سازی ولتاژ dc خازن ها انجام شده است. امروزه، یکسوکننده های چهار کلیدی به دلیل کاهش دو کلید نسبت به یکسوکننده های شش کلیدی قدیمی مورد توجه قرار گرفته اند. با این حال تقسیم ولتاژ یکسان روی خازن ها و همچنین تعادل جریان کشیده از ورودی یکسوکننده یکی از چالش های پیش روی این مبدل ها است. از این رو در این مقاله مراحل طراحی کنترل کننده حلقه های داخلی و خارجی به صورت گام به گام بیان می شود. همچنین به منظور متعادل سازی ولتاژ خازن ها یک سیگنال کمکی به حلقه کنترلی داخلی اضافه می شود. علاوه بر این، از آنجائیکه روش مدولاسیون فضای برداری (svm) قدیمی قادر به کنترل مبدل به منظوره متعادل سازی جریان ورودی نیست، یک روش svm بهبود یافته جهت متعادل شدن جریان ورودی مبدل پیشنهاد می شود. نتایج شبیه سازی انجام شده در matlab/simulink نشان می دهد که استفاده از روش svm پیشنهادی و سیگنال کمکی اضافه شده در کنترل کننده به طور قابل توجهی ولتاژ خازن و جریان ورودی مبدل را متعادل می سازد. همچنین با آنالیز حساسیت نشان داده می شود که کنترل کننده نسبت به تغیرات بار، ولتاژ خروجی و ورودی مقاوم بوده و می تواند پاسخ مناسبی داشته باشد.

The Capacitor Voltage Balancing for a four-switch three-phase rectifier using a space vector modulation technique and auxiliary signal design

In this paper, an improved controller design for a threephase, four switch rectifier is designed to balance the voltage of DC capacitors. Today, the fourswitch rectifiers have been considered due to the reduction of the two switches to the old sixswitch rectifiers. However, the dividing of the same voltage across the capacitors as well as the current balance drawn from the rectifier input is one of the challenges facing these converters. Hence, in this paper, the design of internal and external loop controllers are described step by step. Also, to compensate for the capacitor voltage, the auxiliary signal is added to the internal control loop. Additionally, since the old space vector modulation (SVM) method is unable to control the converter to the purpose of balancing the input current, an improved SVM method is proposed to balance the input current of the converter. The simulation results performed in Matlab/Simulink show that using the proposed SVM method and the auxiliary signal, added to the controller, significantly compensates the capacitor voltage and the converter input current. With sensitivity analysis, it is also shown that the controller is resistant to load variations, output, and input voltage appropriately.