TEKNİK TAN iTiM Bundan bir ileri seviyede invertörler beş seviye olarak dizayn edilirler. Bu dizayn kompleksliği beraberinde getirir. Üç seviye yerine beş seviye DC kayna k yapmak için ilave klamping diyotları kapasiteler ilave şarj ve kontrol devreleri gerekmektedir. Diğer bir alternatif ise converterleri seri bağlamaktır ki burada DC kaynak devreleriningalvanik izolasyonu gerektiğinden pahal ı transformatörler ve kompleksDC devreleri kullanmak gerekir. Bu çözüm yüksek güçlerde kabul görür fakat düşük güçlü orta gerilim sürücülerde basit çözümlere ihtiyaç vardır. ABB bu meseleye DC kısmı kompleks hale getirmeden beş seviye invertör dizayn ederek çözüm bulmuştur. Üçseviye bir DC kaynak beş-seviyeli invertör çıkışı yapmak için yeterli değildir ve her çıkış fazı için ilave bir kapasitör gerekir. Bu kapasiteyi ilave kontrol devresi gerekmeden şarjlı tutacak çözüm ABB tarafından bulunmuştur. ANPC-5L Aktif nötr klamplı beş-seviye ANPC-5L con - verter temel yapısı Şekil 2a'da görülmektedir. Faz kapasitörü Cph DCbaradaki gerilimin yarı değerine şarjlı olarak tutulur yani toplam DC bara geriliminindörtte bi rine. Bütün devre prensip olarak Üç-seviye NPC converter ve bir ilave kapasitör olarak dü şünülebilir. Faz kapasitörü ilave ara seviyeleri oluşturacak şekilde üç-seviye convertere seri olarak anahtarlanır. DC kaynak üç-seviye NPC konverter ile aynıdır. Şekil 2b'deki 1. hücre topolojis i Şekil lb'deki üç seviye konverter topolojisi ile aynıdır. Hücre anahtarlama elemanları IGBT'dir ve üç seviye konvertere benzer bir şekilde yarı DC bara gerilimine göre boyutlandırılmaktad ır. İlave kapasitör DC bara geriliminindörtte birine şarj olmaktadır hücre 2 ve 3'te IGBT' ler bu gerilime göre boyutlandırılmaktadır. Bu şeki lde düşük nominal değerli elemanların kullanımı konvertörün sadel iği n i temin etmektedir. Bu dizaynın başarısı üç-seviye konvertöre sadece bir faz kapasitörü ilavesi ile beş- seviye elde edilmesinde ortaya çıkmaktadır. Konverter dörtbölge (enerjiyi her iki yönde dönüştürülebilme) tam kapasite çalışmaktadır. 122 Tesisat Dergisi Sayı 186 -Haziran 2011 +oc---- C 2a- İşleyiş prensipleri Sharod OCbOK ' ' 1 1 : 1 1 1 1 ' 1 1 1 1 1 1 1 ' 1 1 1 L_ ---1 2b- Devre Ters yönde akım olan faz kapasitörü Cw kapasitenin şarj olması sağlanmaktadır. Şekil 2. ANPC-5L prensipleri Coll 3 Celi 2 Coll 1 ouıput Phaso eııoct on Cph Etıoct on Vnp swıtchlng 54 5np2 snp1 51 S32 S21 S31 S22 ıovoı output 1>0 1<0 1>0 1<0 voctor voıtago •·• ...... .......... O I O 1 o 1 o -2 -V o o o o vo , .............. , .... , ...... . ...... •··•·••·· •·-............ O I O 1 o o 1 - l -V/2 o o vı •··• ............. 1 O O o 1 1 o - l -V/2 - • V2 ...... .................. ·•·•• . ....................... ........ ! ....... ?....... ! o o 1 o 1 o o o o - . V3 O I O 1 1 o 1 o o o o o - . V4 .... , ............... " 0 1 0 1 1 o o 1 +1 V/2 - + V5 0 1 0 1 o 1 1 o +1 V/2 + - o o V6 .......... , ...... ... ·•·· ........................ 0 1 0 1 o 1 o 1 +2 V o o o o V7 Şekil 3. ANPC-5L konverter faz durumları Pi-! 4a- V6 Anahtarlama 4b- VS Anahtarlama Faz kapasitörü c,., DC bardaki gerilimin yarı değerine şarjlı olarak tutulur. Şekil 4. Aynı gerilim çıkıtısı üreten iki farklı akım hattı AN PC-5LKonvertörün Ça lışması Birinci hücredeki anahtarlama elemanları complementer olarak çal ışmaktad ır. Sl ile Snp2 benzer şekilde Snpl ileS4 birlikte anahtarlamaktadı r. Hücre 2'deki elemanlar hücre 3'tekilere ters olarak anahtarlamaktadır. Her faza ilişkin anahtarlama pozisyonları Şekil 3'te gösteri lm i şti r. Toplam sekiz anahtarlama pozisyonu mümkündür. Konverter beş-seviye olduğundan buradaki bazı anahtarlama pozisyonları boşta kalır. Bu gerekli olmayan anahtarlama pozisyonlarından Vl/V2 ve V5/V6 faz kapasitörlerinin şarjında birbirine zıt bir etkiye sahiptir. Şekil 4'te V5 ve V6 kıyaslanmış ve V6'nın VDC/2 gerilimini DC link geriliminden çıkarırken V5'in nasıl onu nötr noktası gerilimine ilave ettiği gösterilmiştir. Sonuç olarakfaz kapasitöründenters yönde akım akmakta ve ilave şarj devresi kullanılmadan kapasitenin şarj olması sağlanmaktadır. ACS 2000 ACS 2000 sürücüde iki adet convertör back-to back (B2B) configürasyondadır. ACS 2000'nin temel şeması Şekil 5'te ve rilmi ştir. Mekanik Dizayn Trafosuz dizayn Şekil 6 modüler bir dizayn yapısı ön planda tutularak tasarlanmıştır
RkJQdWJsaXNoZXIy MTcyMTY=