3654574964

1. Wstęp

1. Wstęp

1.1. Tematyka pracy

Praca pt. Analiza porównawcza właściwości wybranych wielopoziomowych przekształtników energoelektronicznych przeznaczonych do układów kondycjonowania energii elektrycznej powstała na skutek wyraźnych sygnałów płynących z przemysłu o zapotrzebowaniu na wielopoziomowe układy kondycjonowania energii wysokiego napięcia. Układy kondycjonowania energii z 2-poziomowymi przekształtnikami energoelektronicznymi są znane, np. [H3], [C7J. [MZ5], Kondycjonery z przekształtnikami wielopoziomowymi są natomiast mniej rozpowszechnione [L3], [L5], W chwili rozpoczęcia badań w ramach niniejszej pracy brakowało publikacji o kondycjonerach z przekształtnikami wielopoziomowymi i dlatego autor zdecydował się na podjęcie badań w tym obszarze.

0    podjęciu takich badań zadecydowało zdobyte doświadczenie w projekcie, w którym w kondycjone-rze energii zasobnikiem był SMES (ang. SuperconductingMagnetic Energy Storage) [MZ3], [MZ8],

Układy kondycjonowania energii są układami bardzo perspektywicznymi. Z uwagi na coraz częstsze problemy z utrzymaniem odpowiedniej jakości energii w ważnych punktach sieci energetycznej poszukuje się układów mogących poprawić jakość energii. Jednym z kilku istniejących sposobów poprawiania jakości energii elektrycznej jest zastosowanie układu kondycjonowania energii.

Przekształtniki wielopoziomowe znane są od ponad 25 lat [BI|. Pozwalają na przekształcanie energii elektrycznej przy lepszych parametrach jakości energii niż w przy padku przekształtników 2-poziomowych. Przez długi czas od wynalezienia w roku 1981 3-poziomowego przekształtnika z punktem neutralnym (ang. Neutral-Point Clamped Inverter - NPC [NI]) przekształtniki te nie znajdowały większego zastosowania z uwagi na trudności związane z potrzebą uży cia dużej liczby zaworów energoelektronicznych. Dopiero poprawienie parametrów zaworów energoelektroniczny ch (IGBT, MOSFET) oraz rozwój techniki mikroprocesorowej przyczyniły się do zwiększenia zainteresowania przekształtnikami w ielopoziomowymi.

Potrzeba zwiększenia skuteczności działania kondycjonerów zwróciła uwagę badaczy'

1    konstruktorów na możliwość zastosowania w kondycjonerach przekształtników wielopoziomowych [L3], Takie kondycjonery' umożliwiają pracę przy wyższych napięciach, przy wyższych mocach, przy niższych współczynnikach THD prądu pobieranego z sieci oraz zapewniają jednocześnie niższy poziom zaburzeń elektromagnetycznych w porównaniu z układami kondycjonowania energii wykorzystującymi przekształtniki 2-poziomowe.

Ważnym elementem kondycjonera energii jest zasobnik energii. Kondycjoncr energii w niniejszej pracy bazuje na zasobniku superkondensatorowym. Wybór takiego zasobnika został podyktowany zamiarem przeprowadzenia badań eksperymentalnych. Zasobnik superkondensatorowy był najkorzystniejszym rozw iązaniem z uwagi na koszt, gęstość energii i masę [MZ8],

Tematyka niniejszej pracy doktorskiej została sformułowana w wyniku badań stanu literatury poświęconej kondycjonerom energii oraz przekształtnikom w ielopoziomowy m.

1