Skip to main content
SUPERVISOR
Hossein Farzanehfard,Ehsan Adib
حسین فرزانه فرد (استاد مشاور) احسان ادیب (استاد راهنما)
 
STUDENT
Afsoon Abolfathi
افسون ابوالفتحی

FACULTY - DEPARTMENT

دانشکده مهندسی برق و کامپیوتر
DEGREE
Master of Science (MSc)
YEAR
1390

TITLE

New method for current sharing in parallel inverters
A wide variety of power semiconductor devices are available, however power handling capacity is still a significant limitation for many applications. An increase in the capacity of a module is usually accompanied by decreasing switching frequency which reduces achievable system bandwidth. Increased capacity can be attained without bandwidth reduction by using multiple lower power modules in parallel. Products based on parallel module topologies are already available in the market. However, there are many problems in parallel system. These problems are due to the control method and topology used and none of the systems combine high performance and high power with high reliability and easy maintainability. Pulse Width Modulation (PWM) inverters are widely used in Uninterrupted Power Supplies (UPS) for critical loads such as communication systems, computer systems, and hospital equipment in case of an interruption in the main power. One of the challenges in designing commercial PWM inverter systems is to design a PWM inverter which is capable of delivering high power, with high reliability, and at a low cost. High power inverters need to dissipate a large amount of heat and handle large currents; these two factors result in low reliability and high cost. One solution for this problem is to design lower power inverter modules and applying them in parallel to achieve high power and reliability. The main goals are to achieve balanced load sharing among all inverter modules and to eliminate any circulating currents in the system. For example in an inverter system which consists of N inverter modules connected in parallel, each inverter module should provide 1/N of the load current, however in parallel structure, circulating currents may cause the output current of each module to exceed limitations and damage the inverters. Several methods are proposed in the literatures for load sharing. Some methods provide current sharing, but the modules are dependent which reduced the reliability. Also, droop method is presented. In this method the modules are independent, however, load sharing is achieved by drooping the output voltage and frequency of the inverter. Furthermore, the control circuit is very complex. In this thesis current droop method is introduced to achieve current sharing. In the proposed technique, the modules are independent and also, control circuit is simple. The proposed idea is discussed and analyzed. Simulation and experimental results are presented to verify the theoretical analysis. Keywors: 1- PWM inverters 2- Parallel inverters 3- control methods 4- High power
گرچه ادوات نیمه هادی و مبدل های الکترونیک قدرت تنوع وسیعی دارند، ولی در توان های بالا ایجاد محدودیت هایی می کنند. مثلاً در توان های بالا اجباراً فرکانس سوئیچینگ باید کاهش داده شود و این باعث کاهش پهنای باند مدار می شود. با موازی کردن مبدل های الکترونیک قدرت کم توان می توان این محدودیت را برطرف کرد. ساختار های زیادی برای موازی کردن مبدل های الکترونیک قدرت وجود دارد که همه ی آنها پیچیدگی های خاص خود را دارند. این پیچیدگی ها مربوط به روش های کنترل و ساختار های استفاده شده می باشد. باید در نظر داشت که هیچ سیستمی نمی تواند هم قابلیت اجرا و توان بالا، هم اطمینان و نگهداری آسان داشته باشد. اینورترهای مدولاسیون پهنای باند به طور وسیع درمنابع تغذیه ی بدون وقفه استفاده می شوند تا تغذیه ی بار از منبع توان اصلی هیچ گاه قطع نشود و توان را به طور دائم به بارهای بحرانی و حساس از قبیل سیستم های ارتباطی، سیستم های کامپیوتر، تجهیزات بیمارستان و غیره برسانند. یکی از رقابت های اصلی در طراحی اینورترهای تجاری، طراحی اینورتری می باشد که توانایی رسیدن به توان بالا، با قابلیت اطمینان بالا را داشته باشد. اینورترهای با توان بالا حرارت و جریان زیادی را تحمل می کنند و این دو عامل به طور عمومی دلیل اصلی قابلیت اطمینان پایین اینورترها می باشد. یکی از راه حل های ممکن برای حل این مشکل طراحی اینورترهای با توان پایین و استفاده از آنها به صورت موازی، برای رسیدن به توان و قابلیت اطمینان بالا می باشد. به طور کلی چالش اصلی در سیستم های موازی رسیدن به تعادل بار میان ماژول های اینورتر موازی و رفع جریان های گردشی در سیستم است.هر چند در ساختار موازی وجود جریان گردشی موجب می شود که جریان بار به طور مساوی بین اینورترهای موازی تقسیم نشود و جریان خروجی اینورترها از حد مجازشان تجاور کند و اینورترها دچار آسیب شوند. روش های کنترل متعددی برای تعادل بار میان ماژول های اینورتر موازی موجود می باشد . در بعضی از این روش ها تقسیم جریان به خوبی انجام می شود ولی اینورترها به یکدیگر وابسته می باشند که این موجب کاهش قابلیت اطمینان سیستم می شود. یکی از روش های کنترلی دیگر مشخصه ی افتی می باشد که در آن اینورترهای موازی از یکدیگر مستقل هستند، ولی برای بهبود تقسیم جریان، دامنه و فرکانس ولتاژ خروجی اینورتر افت پیدا می کند. علاوه بر این مدار کنترلی آن بسیار پیچیده می باشد. در این پایان نامه روش افت جریان برای تعادل بار میان اینورترهای موازی ارائه شده است. در این روش ماژول ها از یکدیگر مستقل می باشند و همچنین مدار کنترلی آن ساده است. روش پیشنهادی بحث و تحلیل شده است وصحت عملکرد با نتایج شبیه سازی و عملی اثبات شده است. کلمات کلیدی: 1- اینورترهای مدولاسیون پهنای باند2- اینورترهای موازی 3- روش های کنترل 4- توان بالا

ارتقاء امنیت وب با وف بومی