تحديد الأسلوب الأمثل لموازنة جهود المكثفات ونمط تعديل عرض النبضة الأفضل لوحدة القالبات متعددة المستويات بناءً على دراسة تحليلية

الملخص

   تعتبر وحدة القالبات متعدد المستويات (MMC) ذو أهمية متزايدة في أنظمة تحويل الطاقة ذات الاستطاعة المتوسطة والاستطاعة العالية. حيث يتم الاعتماد على هذا النوع من القالبات بشكل متزايد في عمليات ربط الشبكات المختلفة من حيث نوع الجهد (مستمر-متناوب) وقيم التوتر والتردد، وربط المزارع الريحية سواء المقامة على اليابسة، أو في البحر، أو ربط محطات التوليد الشمسية مع شبكة الطاقة العامة، كما أن هذه القالبات تكون مفيدة من أجل تجهيزات قيادة المحركات للجهد المتوسط وذلك بسبب الخصائص البنيوية لهذه القالبة، مثل خاصية التشوه التوافقي الكلي THD المنخفض فيها، مما يسمح بتصميم عناصر قيادة أكثر فعالية للمحركات. إن أحد المشكلات التي تواجه هذا النوع من القالبات هو تأرجح جهود المكثفات للوحدات الفرعية بين عمليات الشحن والتفريغ وعدم انتظام توزع الجهد على الوحدات الفرعية مما يؤدي إلى نشوء فرق في الجهود بين الأذرع الستة للقالبة فيؤدي إلى مرور تيارات دوارة تزيد من القيمة الفعالة لتيار القالبة rms، والتي بدورها ستؤثر على المعايير الحيوية الأخرى كتشوه التوافقي الكلي THD وضياعات الاستطاعة للقالبة. كما يلعب نوع نمط تعديل عرض النبضة PWM المطبق وتردد التبديل دورا في الحد أو زيادة تأرجح جهود المكثفات للقالبة.