ಮಧ್ಯಮ-ಅಧಿಕ ವೋಲ್ಟೇಜ್ ಪವರ್ ಎಲೆಕ್ಟ್ರಾನಿಕ್ ಟ್ರಾನ್ಸ್‌ಫಾರ್ಮರ್‌ಗಳ ಸ್ಥಳಶಾಸ್ತ್ರ ಮತ್ತು ನಿಯಂತ್ರಣ ಅನ್ವಯಿಕೆಗಳ ವಿಮರ್ಶೆ II

2 ಪಿಇಟಿ ಒಟ್ಟಾರೆ ರಚನೆಯ ಆಯ್ಕೆ

ಪಿಇಟಿ ಟೋಪೋಲಜಿಗಳು ವ್ಯಾಪಕವಾಗಿ ಬದಲಾಗುತ್ತವೆ. ಶಕ್ತಿ ಪರಿವರ್ತನೆ ಹಂತಗಳ ಸಂಖ್ಯೆಯನ್ನು ಆಧರಿಸಿ, ಅವುಗಳನ್ನು ಏಕ-ಹಂತ, ಎರಡು-ಹಂತ ಮತ್ತು ಮೂರು-ಹಂತದ ಪ್ರಕಾರಗಳಾಗಿ ವರ್ಗೀಕರಿಸಬಹುದು [7]. ಚಿತ್ರ 1 ರಲ್ಲಿ ತೋರಿಸಿರುವಂತೆ ಎರಡು-ಹಂತದ ರಚನೆಗಳು ಹೆಚ್ಚಿನ-ವೋಲ್ಟೇಜ್ ಮತ್ತು ಕಡಿಮೆ-ವೋಲ್ಟೇಜ್ ಡಿಸಿ ಬಸ್‌ಗಳನ್ನು ಒಳಗೊಂಡಿವೆ.

ಏಕ-ಹಂತದ PET ಗಳಲ್ಲಿ (ಚಿತ್ರ 1(a)), ಮಧ್ಯಮ/ಅಧಿಕ-ಆವರ್ತನ ಐಸೊಲೇಷನ್ ಟ್ರಾನ್ಸ್‌ಫಾರ್ಮರ್ ಎರಡೂ ಬದಿಗಳಲ್ಲಿ AC/AC ಪರಿವರ್ತಕಗಳನ್ನು ಸಂಪರ್ಕಿಸುತ್ತದೆ. ಪ್ರಾಥಮಿಕ-ಬದಿಯ AC/AC ಪರಿವರ್ತಕವು ಇನ್‌ಪುಟ್ ಲೈನ್-ಫ್ರೀಕ್ವೆನ್ಸಿ AC ವೋಲ್ಟೇಜ್ ಅನ್ನು ಹೈ-ಫ್ರೀಕ್ವೆನ್ಸಿ AC ವೋಲ್ಟೇಜ್‌ಗೆ ಮಾಡ್ಯುಲೇಟ್ ಮಾಡುತ್ತದೆ, ಇದನ್ನು ಟ್ರಾನ್ಸ್‌ಫಾರ್ಮರ್ ಮೂಲಕ ಜೋಡಿಸಲಾಗುತ್ತದೆ ಮತ್ತು ನಂತರ ಸೆಕೆಂಡರಿ-ಸೈಡ್ AC/AC ಪರಿವರ್ತಕದಿಂದ ಲೈನ್-ಫ್ರೀಕ್ವೆನ್ಸಿ AC ವೋಲ್ಟೇಜ್‌ಗೆ ಮತ್ತೆ ಪರಿವರ್ತಿಸಲಾಗುತ್ತದೆ. ಏಕ-ಹಂತದ PETಗಳು ಕಡಿಮೆ ಪರಿವರ್ತನೆ ಹಂತಗಳು ಮತ್ತು ಕಡಿಮೆ ಘಟಕಗಳು, ಹೆಚ್ಚಿನ ದಕ್ಷತೆ ಮತ್ತು ಹೆಚ್ಚಿನ ವಿದ್ಯುತ್ ಸಾಂದ್ರತೆಯನ್ನು ಹೊಂದಿವೆ. ಆದಾಗ್ಯೂ, DC ಬಸ್‌ನ ಕೊರತೆಯು ಅವುಗಳನ್ನು ಹೈಬ್ರಿಡ್ AC/DC ಗ್ರಿಡ್‌ಗಳಿಗೆ ಸೂಕ್ತವಲ್ಲದಂತೆ ಮಾಡುತ್ತದೆ ಮತ್ತು ವಿದ್ಯುತ್ ಡಿಕೌಪ್ಲಿಂಗ್ ನಿಯಂತ್ರಣವು ಸಂಕೀರ್ಣವಾಗಿದೆ.

ಎರಡು-ಹಂತದ PETಗಳು ಹೆಚ್ಚಿನ ಅಥವಾ ಕಡಿಮೆ-ವೋಲ್ಟೇಜ್ ಬದಿಯಲ್ಲಿ DC ಬಸ್ ಅನ್ನು ಒಳಗೊಂಡಿರುತ್ತವೆ. ಐಸೊಲೇಷನ್ ಟ್ರಾನ್ಸ್‌ಫಾರ್ಮರ್‌ನ ಒಂದು ಬದಿಯಲ್ಲಿರುವ ಟೋಪೋಲಜಿ ಏಕ-ಹಂತದ PET ಯಂತೆಯೇ ಇರುತ್ತದೆ, ಆದರೆ ಇನ್ನೊಂದು ಬದಿಯು AC/DC ಅಥವಾ DC/AC ಸರ್ಕ್ಯೂಟ್‌ಗಳ ಮೂಲಕ DC ಬಸ್‌ಗೆ ಸಂಪರ್ಕಿಸುತ್ತದೆ (ಚಿತ್ರ 1(c) ಮತ್ತು ಚಿತ್ರ 1(d)). ಹೆಚ್ಚಿನ ಅಥವಾ ಕಡಿಮೆ-ವೋಲ್ಟೇಜ್ DC ಲಿಂಕ್‌ಗಳೊಂದಿಗೆ, ಎರಡು-ಹಂತದ PETಗಳು ಹೆಚ್ಚಿನ-ವೋಲ್ಟೇಜ್ ಬದಿಯಲ್ಲಿರುವ ಮಧ್ಯಮ/ಹೆಚ್ಚಿನ-ವೋಲ್ಟೇಜ್ DC ಗ್ರಿಡ್‌ಗಳಿಗೆ ಅಥವಾ ಕಡಿಮೆ-ವೋಲ್ಟೇಜ್ ಬದಿಯಲ್ಲಿರುವ PV/ಶೇಖರಣಾ ವ್ಯವಸ್ಥೆಗಳಿಗೆ ಸಂಪರ್ಕ ಸಾಧಿಸಬಹುದು. ಆದಾಗ್ಯೂ, ಐಸೊಲೇಷನ್ ಟ್ರಾನ್ಸ್‌ಫಾರ್ಮರ್‌ನ ಎರಡೂ ಬದಿಗಳಲ್ಲಿ ಪರಿವರ್ತಕಗಳಿಂದ ವರ್ಗಾಯಿಸಲಾದ ಸಕ್ರಿಯ ಶಕ್ತಿಯು ಟ್ರಾನ್ಸ್‌ಫಾರ್ಮರ್ ಸೋರಿಕೆ ಇಂಡಕ್ಟನ್ಸ್ ನಿಯತಾಂಕಗಳಿಗೆ ಹೆಚ್ಚು ಸೂಕ್ಷ್ಮವಾಗಿರುತ್ತದೆ. ಹೆಚ್ಚುವರಿಯಾಗಿ, DC ಬಸ್ ಕೆಪಾಸಿಟರ್ ಗಮನಾರ್ಹವಾದ ಡಬಲ್-ಲೈನ್-ಫ್ರೀಕ್ವೆನ್ಸಿ ವೋಲ್ಟೇಜ್ ಏರಿಳಿತಗಳನ್ನು ಅನುಭವಿಸುತ್ತದೆ ಮತ್ತು ಪರಿವರ್ತಕ ಕರೆಂಟ್ ಏರಿಳಿತಗಳು ದೊಡ್ಡದಾಗಿರುತ್ತವೆ [7], ಇದು ನಿಯಂತ್ರಣವನ್ನು ಸವಾಲಿನದ್ದಾಗಿ ಮಾಡುತ್ತದೆ.

ಮೂರು-ಹಂತದ PETಗಳು (ಚಿತ್ರ 1(b)) ಹೆಚ್ಚಿನ ಮತ್ತು ಕಡಿಮೆ-ವೋಲ್ಟೇಜ್ ಎರಡೂ ಬದಿಗಳಲ್ಲಿ DC ಬಸ್‌ಗಳನ್ನು ಹೊಂದಿವೆ. ಇನ್‌ಪುಟ್ ಲೈನ್-ಫ್ರೀಕ್ವೆನ್ಸಿ AC ಕರೆಂಟ್ ಅನ್ನು AC/DC ಪರಿವರ್ತನೆಯ ಮೂಲಕ ಹೆಚ್ಚಿನ-ವೋಲ್ಟೇಜ್ DC ಬಸ್‌ಗೆ ಸರಿಪಡಿಸಲಾಗುತ್ತದೆ, ಹೆಚ್ಚಿನ-ಆವರ್ತನ ಚದರ ತರಂಗಗಳಾಗಿ ಮಾಡ್ಯುಲೇಟೆಡ್ ಮಾಡಲಾಗುತ್ತದೆ, ಮಧ್ಯಮ/ಹಂತದ-ಆವರ್ತನ ಟ್ರಾನ್ಸ್‌ಫಾರ್ಮರ್ ಮೂಲಕ ಕಡಿಮೆ-ವೋಲ್ಟೇಜ್ ಬದಿಗೆ ಜೋಡಿಸಲಾಗುತ್ತದೆ, ಕಡಿಮೆ-ವೋಲ್ಟೇಜ್ DC ಬಸ್‌ಗೆ ಸರಿಪಡಿಸಲಾಗುತ್ತದೆ ಮತ್ತು ಅಂತಿಮವಾಗಿ DC/AC ಪರಿವರ್ತನೆಯ ಮೂಲಕ ಲೈನ್-ಫ್ರೀಕ್ವೆನ್ಸಿ AC ವೋಲ್ಟೇಜ್‌ಗೆ ತಲೆಕೆಳಗಾಗುತ್ತದೆ. ಮೂರು-ಹಂತದ PETಗಳು ಹೆಚ್ಚಿನ ಮತ್ತು ಕಡಿಮೆ-ವೋಲ್ಟೇಜ್ DC ವ್ಯವಸ್ಥೆಗಳಿಗೆ ಸಂಪರ್ಕ ಸಾಧಿಸಬಹುದು. ಪ್ರತಿ ಪರಿವರ್ತನೆ ಹಂತದ ನಿಯಂತ್ರಣವು ತುಲನಾತ್ಮಕವಾಗಿ ಸ್ವತಂತ್ರವಾಗಿದ್ದು, ಡಿಕೌಪ್ಲಿಂಗ್ ಮತ್ತು ಪರಿಹಾರ ನಿಯಂತ್ರಣವನ್ನು ಸುಗಮಗೊಳಿಸುತ್ತದೆ. ಆದಾಗ್ಯೂ, ಬಹು ಪರಿವರ್ತನೆ ಹಂತಗಳು ಅತ್ಯಂತ ಸಂಕೀರ್ಣವಾದ ರಚನೆಗೆ ಕಾರಣವಾಗುತ್ತವೆ. ಬಹು-ಹಂತದ ವಿನ್ಯಾಸದಿಂದಾಗಿ, ಮೂರು-ಹಂತದ PET ಟೋಪೋಲಜಿಗಳು ಹೆಚ್ಚಿನ-ವೋಲ್ಟೇಜ್ ಬದಿಯಲ್ಲಿ ಕ್ಯಾಸ್ಕೇಡಿಂಗ್ ಅನ್ನು ಹೆಚ್ಚು ಸುಲಭವಾಗಿ ಸಾಧಿಸುತ್ತವೆ ಮತ್ತು ಕಡಿಮೆ-ವೋಲ್ಟೇಜ್ ಬದಿಯಲ್ಲಿ ಸಮಾನಾಂತರವಾಗಿರುತ್ತವೆ, ಮಧ್ಯಮ/ಹಂತದ ವೋಲ್ಟೇಜ್ ಅಪ್ಲಿಕೇಶನ್ ಅಗತ್ಯಗಳನ್ನು ಪೂರೈಸುತ್ತವೆ. ಹೀಗಾಗಿ, ಮಧ್ಯಮ/ಹಂತದ PET ಸಂಶೋಧನೆ ಮತ್ತು ಅನ್ವಯಿಕೆಗಳಲ್ಲಿ ಮೂರು-ಹಂತದ ಟೋಪೋಲಜಿಗಳನ್ನು ಹೆಚ್ಚು ವ್ಯಾಪಕವಾಗಿ ಬಳಸಲಾಗುತ್ತದೆ.

ಮಧ್ಯಮ/ಹೆಚ್ಚಿನ ವೋಲ್ಟೇಜ್ ಅನ್ವಯಿಕೆಗಳಲ್ಲಿ ಪಿಇಟಿಗಳಿಗೆ, ಕಡಿಮೆ-ವೋಲ್ಟೇಜ್ ಬದಿಯು ಕನಿಷ್ಠ ಸಾಧನ ವೋಲ್ಟೇಜ್ ನಿರ್ಬಂಧಗಳೊಂದಿಗೆ ಕಡಿಮೆ ವೋಲ್ಟೇಜ್ ಮಟ್ಟವನ್ನು ಹೊಂದಿರುತ್ತದೆ. ಇದಕ್ಕೆ ವ್ಯತಿರಿಕ್ತವಾಗಿ, ಹೆಚ್ಚಿನ-ವೋಲ್ಟೇಜ್ ಸರಿಪಡಿಸುವ ಹಂತ ಮತ್ತು ಮಧ್ಯಂತರ ಪ್ರತ್ಯೇಕತೆಯ ಹಂತವು ಹೆಚ್ಚಿನ ವೋಲ್ಟೇಜ್ ಮಟ್ಟವನ್ನು ಎದುರಿಸುತ್ತದೆ, ಸರ್ಕ್ಯೂಟ್ ಟೋಪೋಲಜಿಗಳು ಮತ್ತು ಸಾಧನಗಳ ಮೇಲೆ ಕಠಿಣ ಅವಶ್ಯಕತೆಗಳನ್ನು ವಿಧಿಸುತ್ತದೆ. ಅಸ್ತಿತ್ವದಲ್ಲಿರುವ ಸಂಶೋಧನೆಯು ಎರಡು ದಿಕ್ಕುಗಳ ಮೇಲೆ ಕೇಂದ್ರೀಕರಿಸುತ್ತದೆ: ① ಅಸ್ತಿತ್ವದಲ್ಲಿರುವ ಸಾಧನ ವೋಲ್ಟೇಜ್ ರೇಟಿಂಗ್‌ಗಳ ಆಧಾರದ ಮೇಲೆ ಮಧ್ಯಮ/ಹೆಚ್ಚಿನ ವೋಲ್ಟೇಜ್ ಪಿಇಟಿಗಳಿಗೆ ಹೊಸ ಟೋಪೋಲಜಿಗಳು ಮತ್ತು ನಿಯಂತ್ರಣ ವಿಧಾನಗಳು; ② 10kV SiC ಸಾಧನಗಳಂತಹ ಹೊಸ ಹೈ-ವೋಲ್ಟೇಜ್ ಸಾಧನಗಳನ್ನು ಬಳಸುವ PET ಟೋಪೋಲಜಿಗಳು ಮತ್ತು ನಿಯಂತ್ರಣಗಳು [8, 9]. ಆದಾಗ್ಯೂ, ಹೆಚ್ಚಿನ-ವೋಲ್ಟೇಜ್ SiC ಸಾಧನಗಳು ಇನ್ನೂ ಪ್ರಯೋಗಾಲಯದ R&D ಹಂತದಲ್ಲಿವೆ ಮತ್ತು ವಾಣಿಜ್ಯ ಸಾಧನಗಳು ಇನ್ನೂ ವೋಲ್ಟೇಜ್ ಅವಶ್ಯಕತೆಗಳನ್ನು ಪೂರೈಸಲು ಸಾಧ್ಯವಾಗುತ್ತಿಲ್ಲ. ಆದ್ದರಿಂದ, ಹೆಚ್ಚಿನ ಇನ್‌ಪುಟ್ ವೋಲ್ಟೇಜ್ ಅವಶ್ಯಕತೆಗಳನ್ನು ಪೂರೈಸಲು ಬಹು-ಮಾಡ್ಯೂಲ್ ಕ್ಯಾಸ್ಕೇಡ್ ಅಥವಾ ಏಕ-ಮಾಡ್ಯೂಲ್ ಬಹುಮಟ್ಟದ ಟೋಪೋಲಜಿಗಳನ್ನು ಬಳಸಲಾಗುತ್ತದೆ. ವಿಭಾಗ 3 ರಲ್ಲಿ ವಿಶ್ಲೇಷಿಸಲಾದ ಚಿತ್ರ 2 ರಲ್ಲಿ ವಿಶಿಷ್ಟ ಟೋಪೋಲಜಿಗಳನ್ನು ತೋರಿಸಲಾಗಿದೆ.