Μελέτη και κατασκευή μονοφασικού πολυεπίπεδου αντιστροφέα για διασύνδεση σταθερής πηγής με το δίκτυο χαμηλής τάσης

• Κύριος συγγραφέας: Μουσελίνος, Θεόδωρος
• Άλλοι συγγραφείς: Τατάκης, Εμμανουήλ
• Μορφή: Thesis
• Γλώσσα: Greek
• Έκδοση: 2019
• Θέματα: Πολυεπίπεδοι αντιστροφείς; Πολυεπίπεδοι αντιστροφείς με αιωρούμενους πυκνωτές; Μετατροπείς DC/AC; Έλεγχος ισχύος; Προβλήματα πολυεπεπίδων αντιστροφέων; Σύνδεση με το δίκτυο χαμηλής τάσης; 621.313 2; Multilevel inverters; Flying capacitor multilevel inverters; DC/AC converters; Power regulation; Multilevel inverters limitations; Connection to low voltage grid

Η παρούσα διπλωματική εργασία πραγματεύεται το σχεδιασμό και την κατασκευή ενός μετατροπέα ισχύος συνεχούς τάσης σε εναλλασσόμενη. Η εργασία αυτή εκπονήθηκε στο Εργαστήριο Ηλεκτρομηχανικής Μετατροπής Ενέργειας του Τμήματος Ηλεκτρολόγων Μηχανικών και Τεχνολογίας Υπολογιστών της Πολυτεχνικής Σχολής του Πανεπιστημίου Πατρών. Κύριος σκοπός της παρούσας διπλωματικής εργασίας είναι η μελέτη και ο σχεδιασμός ενός πολυεπίπεδου αντιστροφέα τάσης με αιωρούμενους πυκνωτές (Flying Capacitors) ή πυκνωτές περιορισμού (Flying Capacitor Multilevel Inverter). Στόχος είναι η διερεύνηση των προβλημάτων που παρουσιάζονται, γενικά, σε αυτή την κατηγορία αντιστροφέων, καθώς και η επίλυση αυτών, με απώτερο στόχο τη διασύνδεση του υπό μελέτη πολυεπίπεδου αντιστροφέα με το δίκτυο. Αρχικά, παρουσιάζονται οι τρεις κυριότερες τοπολογίες πολυεπίπεδων αντιστροφέων καθώς και τα πλεονεκτήματα και τα μειονεκτήματα της εκάστοτε τοπολογίας. Στη συνέχεια γίνεται λόγος για τις επικρατέστερες τεχνικές παλμοδότησης των μετατροπέων αυτών, ενώ παρουσιάζεται και ένας έλεγχος κλειστού βρόχου για την παροχή ενεργού και αέργου ισχύος από τον αντιστροφέα στο δίκτυο χαμηλής τάσης. Το επόμενο βήμα είναι η θεωρητική ανάλυση των βασικών τοπολογιών των πολυεπίπεδων αντιστροφέων τάσης και η επιβεβαίωσή της μέσω προσομοίωσης στο λογισμικό Simulink του Matlab. Ιδιαίτερη έμφαση δίνεται στα προβλήματα που παρουσιάζονται στους αντιστροφείς αυτούς και προτείνονται ορισμένοι τρόποι αντιμετώπισης αυτών. Ειδικότερα στο κεφάλαιο, στο οποίο παρουσιάζεται ο πολυεπίπεδος αντιστροφέας με αιωρούμενους πυκνωτές, παρουσιάζονται και προσομοιώσεις για τη διασύνδεση του με το δίκτυο, χρησιμοποιώντας τον προτεινόμενο έλεγχο κλειστού βρόχου. Τέλος μελετάται και κατασκευάζεται στο εργαστήριο η πειραματική διάταξη, με την οποία πραγματοποιούνται μετρήσεις για την αξιολόγηση της θεωρητικής ανάλυσης.