تجزیه و تحلیل تلفات در فیلتر فعال یک‌پارچه موازی مبتنی بر مبدل منبع ولتاژ-مبدل منبع جریان (طرح vcsc)

شاخص‌های عملکرد فنی اقتصادی یک فیلتر فعال تحت تاثیر تلفات مبدل‌هایی است که در ساختار آن به‌کار گرفته می‌شوند. در این مقاله روابط موردنیاز برای محاسبه انواع تلفات در دو نوع فیلتر سنتی vsc و دیگری csc و یک فیلتر ترکیبی مبتنی بر به‌کارگیری هم‌زمان هردو مبدل vcsc که اخیراً در مراجع معتبر پیشنهاد شده، استخراج گردیده‌است. با وجود مزایای مهم در فیلتر vcsc، همواره یک تردید و نگرانی از نظر میزان تلفات به‌دلیل به‌کارگیری هم‌زمان دو مبدل متفاوت وجود دارد. با این انگیزه، تلفات به چهار بخش اصلی شامل تلفات بخش ac، بخش dc، هدایت و کلیدزنی در کلیدها تقسیم‌بندی می‌شوند. این روابط امکان مقایسه نسبی تلفات در فیلترهای سنتی را با فیلترvcsc فراهم می‌سازند. نتایج حاصل از شبیه‌سازی ساختارهای مختلف فیلتر فعال در یک سیستم آزمایشی نمونه در محیط سیمولینک/ متلب نشان می‌دهد که فیلتر پیشنهادی vcsc از نظر میزان تلفات نزدیک به فیلتر مبتنی بر vsc و بسیار کمتر از فیلتری است که از csc سود می‌برد. این در شرایطی است که به‌کارگیری دو مبدل به‌طور هم‌زمان در یک فیلتر یک‌پارچه و به‌ازای یک thd یکسان باعث افزایش قابلیت اطمینان و نیز تجمیع مزایای هر دو فیلتر سنتی می‌شود. همچنین تلفات هر سه فیلتر در شرایط نصف توان نامی بار و به‌ازای پنج فرکانس کلیدزنی مختلف مورد ارزیابی قرار می‌گیرد تا محاسبات انجام‌شده در شرایط مختلف اعتبارسنجی شوند.

Loss Analysis in a Unified Shunt Active Filter Based on VSC and CSC (VCSC Scheme)

Technoeconomic performance indices of an active power filter are affected by power losses of the converters that are used in its structure. In this paper, the equations needed to calculate the losses in both conventional VSC and CSC based and also VCSC based filters which has been recently proposed in valuable references, are derived. Despite the significant advantages in a VCSC filter, there are always doubt and concern for the losses due to the use of two different converters. With this motivation, the losses are divided into four main sections including AC losses, DC losses, conducting and switching losses in semiconductors. These equations provide the possibility of relative comparison of losses between traditional filters and VCSC one. Simulation of various structures of active filter in a typical test system in MATLAB/SIMULINK environment shows that total losses in the proposed VCSC based filter is near to VSC based and much lower than CSC based one. This is on condition that the simultaneously use of two converters in a unified filter and with a same THD, increases the reliability and aggregates benefits of both conventional filters. Also, for validating the computations, power losses of filters are assessed in half of the nominal load power and for five switching frequencies.