میڈیم-ہائی وولٹیج پاور الیکٹرانک ٹرانسفارمرز III کی ٹاپولوجی اور کنٹرول ایپلی کیشنز کا جائزہ

3.3 کلیمپڈ ملٹی لیول ٹوپولوجی

نیوٹرل پوائنٹ کلیمپڈ (NPC) ملٹی لیول ٹوپولوجی دکھائی گئی ہے۔ ڈایڈڈ کلیمپڈ این پی سی ٹوپولاجی کے علاوہ، این پی سی ٹوپولاجی میں فلائنگ کیپسیٹر ٹائپ اور ہائبرڈ کلیمپڈ ٹائپ بھی شامل ہیں۔ تاہم، بڑے کپیسیٹر والیوم کی وجہ سے، NPC ٹوپولاجی اب بھی زیادہ تر غیر فعال یا فعال سوئچنگ ڈیوائسز کو کلیمپنگ کے لیے استعمال کرتی ہے۔ ڈائیوڈ-کلیمپڈ ملٹی لیول ٹوپولوجی کو مثال کے طور پر لیتے ہوئے، تھری فیز رییکٹیفائر اسٹیج ٹوپولوجی میں، ہر فیز ٹانگ کاسکیڈڈ سوئچنگ ٹرانزسٹرز اور کلیمپنگ ڈائیوڈس پر مشتمل ہوتا ہے، جو ایک ہی ہائی وولٹیج ڈی سی بس کے متوازی طور پر جڑے ہوتے ہیں۔ لٹریچر نے ایک سنگل فیز پی ای ٹی ٹوپولوجی کی تجویز پیش کی جس میں چار لیول کے ڈائیوڈ کلیمپڈ سرکٹ کا استعمال کرتے ہوئے ایک رییکٹیفائر سٹیج تھا۔ ایک واحد ہائی وولٹیج DC بس کے بعد ان پٹ سیریز-آؤٹ پٹ-متوازی DABs، جیسا کہ دکھایا گیا ہے۔ اس ٹوپولوجی کو تین فیز ڈھانچے میں بڑھایا جا سکتا ہے، اور وولٹیج کی سطحوں کی تعداد کو ڈیوائس کو برداشت کرنے والے وولٹیج کی سطح اور ہائی وولٹیج سائیڈ وولٹیج کی سطح کی بنیاد پر تبدیل کیا جا سکتا ہے۔ ایم ایم سی ٹوپولوجی کی طرح، این پی سی ٹوپولوجی کو الگ تھلگ مرحلے میں بھی لاگو کیا جا سکتا ہے، ہائی وولٹیج ڈی سی بس کو آئسولیشن ٹرانسفارمرجیسا کہ دکھایا گیا ہے۔ لٹریچر نے 166kW/2kV~400V پروٹوٹائپ پر اس کی تصدیق کرتے ہوئے، ایل ایل سی ریزونینٹ کنورٹر کے ہائی وولٹیج سائیڈ پر تین سطح کے ڈایڈڈ-کلیمپڈ NPC کنورٹر کا اطلاق کیا۔ لٹریچر نے تھری فیز ڈی اے بی پر تھری لیول ڈیوڈ کلیمپڈ این پی سی سرکٹ کا اطلاق کیا، مثالی ڈی اے بی وولٹیج اور موجودہ خصوصیات کو حاصل کیا۔

جب NPC ٹوپولوجی کو ریکٹیفائر اسٹیج کے طور پر استعمال کیا جاتا ہے، تو اسے الگ تھلگ ڈی سی بسوں کی ضرورت نہیں ہوتی ہے، جس سے آئسولیشن اسٹیج ٹرانسفارمرز کی تعداد کم ہوجاتی ہے۔ مزید برآں، تین فیز ڈھانچے میں، بس پر کوئی ڈبل لائن فریکوئنسی وولٹیج کی لہر نہیں ہوتی ہے۔ تاہم، چونکہ کلیمپڈ ٹوپولوجی کو بڑی تعداد میں کلیمپنگ ڈیوائسز کی ضرورت ہوتی ہے، اس لیے کلیمپنگ ڈیوائسز کی تعداد بڑھ جاتی ہے جیسے جیسے لیول کی تعداد بڑھ جاتی ہے، جس سے سطح کی توسیع مشکل اور فالتو پن کو حاصل کرنا مشکل ہو جاتا ہے۔ کنٹرول کے لحاظ سے، NPC کنورٹر کے ہر بس کیپیسیٹر میں بہنے والے کرنٹ مختلف ہوتے ہیں، جس کی وجہ سے کپیسیٹر وولٹیج کا عدم توازن پیدا ہوتا ہے۔ تین سطحوں سے اوپر NPC ٹوپولاجیز کے لیے، کوئی موثر وولٹیج بیلنسنگ الگورتھم نہیں ہے۔ مزید برآں، بازوؤں کے اندر اور باہر سوئچ کے متضاد آپریٹنگ اوقات ناہموار حرارت کا باعث بنتے ہیں، جسے صرف مجموعی سرکٹ ٹوپولوجی کو تبدیل کر کے حل کیا جا سکتا ہے۔

سطح کی توسیع کی وجہ سے پیدا ہونے والی متعدد مشکلات کا مطلب یہ ہے کہ NPC ٹوپولاجیز صرف درمیانے/ہائی وولٹیج کی سطحوں میں ڈیوائس سیریز کنکشن یا ہائی وولٹیج SiC آلات کے استعمال کے ذریعے لاگو کی جا سکتی ہیں۔ تاہم، کم وولٹیج کی سطحوں پر، سنگل H-برج ٹوپولوجی کے مقابلے میں، تین سطح کے NPC میں ہر سوئچنگ ٹرانزسٹر پر صرف نصف وولٹیج اسٹینڈ اور وولٹیج کا دباؤ ہوتا ہے، جبکہ زیادہ وولٹیج لیول آؤٹ پٹ کرتا ہے، جس کے نتیجے میں آؤٹ پٹ فلٹرنگ کی ضروریات کم ہوتی ہیں۔ PET کے کم وولٹیج والے حصے پر انورٹر اسٹیج کے طور پر اس کے اطلاق کے کافی فوائد ہیں۔ مثال کے طور پر، لٹریچر نے پی ای ٹی کے انورٹر اسٹیج کے طور پر تھری لیول ڈائیوڈ کلیمپڈ این پی سی کو تھری فیز موٹر چلانے، تجرباتی تصدیق کرنے اور موٹر ڈرائیو کی اچھی کارکردگی اور شور کی کارکردگی کو حاصل کرنے کے لیے استعمال کیا۔