Гибридная топология многоуровневого инвертора с обмотками разомкнутого типа для применения в активных фильтрах мощности

Для получения большего числа ступеней выходного напряжения были предложены различные топологии многоуровневых преобразователей, что позволяет повысить эффективность системы и снизить затраты. В данной работе предлагается гибридная топология многоуровневого инвертора (MLI) для применения в активных фильтрах мощности. Предлагаемый MLI объединяет две стандартные топологии: каскадный инвертор на Н-мостах и трехфазный каскадный инвертор с источником напряжения. Такая конфигурация увеличивает число уровней напряжения предлагаемого MLI при использовании меньшего числа ключей по сравнению с типичными топологиями MLI. Предлагаемый MLI был разработан в среде MATLAB/Simulink, а для обеспечения подключения фотоэлектрических модулей к сети с единичным коэффициентом мощности и компенсации гармоник, создаваемых нелинейными нагрузками, применялся метод управления с замкнутым контуром. Для демонстрации корректности работы конфигурации и точности управления предлагаемый MLI был собран в лаборатории. Контроллер реального времени MicroLabBox обеспечивал сбор данных и формирование сигналов управления ключами. Предлагаемая топология была экспериментально подключена к сети, а MLI использовался в качестве активного фильтра мощности для компенсации гармоник, генерируемых нелинейными нагрузками. Этот метод управления обеспечил формирование синусоидального тока сети, совпадающего по фазе с напряжением сети, при этом коэффициент гармоник тока сети находился в допустимых пределах. Для подтверждения практической применимости предлагаемого MLI представлены результаты моделирования и эксперимента.