ΔΙΠΛΩΜΑΤΙΚΗ ΕΡΓΑΣΙΑ

Κεφάλαιο 6
Συμπεράσματα και Ιδέες για Μελλοντική Έρευνα
παρασιτικών χωρητικοτήτων είναι I 1. 07A
. Γειώνοντας τον κεντρικό κόμβο του ΕΜΙ
C _ leak
φίλτρου και μειώνοντας την τάση εισόδου του αντιστροφέα στα 700V επετεύχθη η βέλτιστη
λειτουργία του συστήματος. Υπό αυτές τις συνθήκες, βρέθηκε I0 323mA
πλησιάζοντας αρκετά στα επιτρεπτά όρια. Μία αξιοσημείωτη παρατήρηση σε αυτή την
περίπτωση είναι ότι τα χωρητικά ρεύματα δεν εξασθενούν αλλά ανακυκλώνονται σε βρόχο,
βρίσκοντας αγώγιμο δρόμο μέσω του ΕΜΙ φίλτρου. Μία άλλη μέθοδος για τη
ελαχιστοποίηση του ρεύματος διαρροής είναι η μείωση της συχνότητας αποκοπής του
φίλτρου εξόδου. Η τεχνική αυτή όμως, απαιτεί υψηλές τιμές αυτεπαγωγής, αυξάνοντας το
συνολικό κόστος του συστήματος.
Συνδέοντας τον κεντρικό κόμβο του dc link στη γείωση της εγκατάστασης,
σχηματίζεται κλειστός βρόχος κυκλοφορίας του ρεύματος διαρροής. Παράλληλα η τάση
στους ακροδέκτες της Φ/Β γεννήτριας είναι πιο σταθερή και έτσι το ρεύμα των παρασιτικών
χωρητικοτήτων είναι έντονα μειωμένο. Συγκεκριμένα, το I C _ leak βρέθηκε 49.7mA. Συνολικά
η τοπολογία αυτή παρουσιάζει βελτιωμένη συμπεριφορά ως προς το συνολικό ρεύμα
διαρροής προς γη, το οποίο υπολογίστηκε I 0 1. 97A
.Τα ανεπιθύμητα ρεύματα
μειώνονται σημαντικά αν γειωθεί το κέντρο του αστέρα πυκνωτών του ΕΜΙ φίλτρου. Σε
αντίθεση όμως με την τοπολογία πλήρους γέφυρας, όσο μειώνεται η τάση εισόδου του
αντιστροφέα τόσο αυξάνεται η αρμονική συνιστώσα σε συχνότητα 3 f0
150Hz
και κατά
συνέπεια δεν επιτυγχάνεται έντονη μείωση της ενεργού τιμής του ρεύματος διαρροής. Στις
δύο προαναφερθείσες διατάξεις, το ρεύμα σφάλματος, σε περίπτωση επαφής ανθρώπου με το
γειωμένο πλαίσιο της Φ/Β συστοιχίας, λαμβάνει τιμές της τάξεως των 20mA. Η τιμή αυτή
αποτελεί τη δυσμενέστερη περίπτωση σφάλματος καθώς στην προσομοίωση τέθηκε
R ανθ =1kΩ και CGPV 1
CGPV 2
1
F οι οποίες αποτελούν ακραίες τιμές των στοιχείων
αυτών.
Βελτιωμένη συμπεριφορά παρουσιάζει η διάταξη όταν χρησιμοποιείται τοπολογία
αντιστροφέα τριών επιπέδων(NPC). Σε αυτή την περίπτωση, η τάση εξόδου του αντιστροφέα
προσεγγίζει καλύτερα την ημιτονοειδή κυματομορφή και για το λόγο αυτό, η συνολική
αρμονική παραμόρφωση του εγχεόμενου ρεύματος κυμαίνεται σε χαμηλά επίπεδα
( THD I 1. 64%
). Το ρεύμα διαρροής στη μόνιμη κατάσταση λειτουργίας βρέθηκε 1.23Α το
I0 _ leak
οποίο διαμοιράζεται στις δύο παρασιτικές χωρητικότητες ( IC _ leak 624mA
).
2
Παράλληλα, βελτιωμένη αναδεικνύεται η συμπεριφορά του κυκλώματος σε περίπτωση
σφάλματος. Το διερχόμενο μέσω του ανθρώπινου σώματος ρεύμα είναι τώρα 13mA. Υπό τις
καλύτερες συνθήκες λειτουργίας, η συγκεκριμένη τοπολογία εμφανίζει ρεύμα διαρροής
173.9mA, αρκετά χαμηλότερο από το όριο που θέτουν οι διεθνείς κανονισμοί, ενώ το ρεύμα
σφάλματος είναι μόλις 1.45mA.
Τέλος, γειώνεται και πάλι ο μεσαίος κόμβος των πυκνωτών του dc link. Το ρεύμα
διαρροής προς τη γείωση του δικτύου μειώνεται ακόμα περισσότερο ( I 1. 14A), ενώ
_ leak
C _ leak
το ρεύμα των παρασιτικών χωρητικοτήτων εξαρτάται αποκλειστικά από τη διακύμανση της
τάσης στους ακροδέκτες της Φ/Β γεννήτριας. Έντονη μείωση της τάσης εισόδου του
αντιστροφέα συνεπάγεται αύξηση του ρεύματος διαρροής καθώς εμφανίζεται και πάλι η
συνιστώσα σε συχνότητα τριπλάσια της σύγχρονης. Συγκριτικά με τις υπόλοιπες τοπολογίες
αυτή εμφανίζει την καλύτερη συμπεριφορά στη μόνιμη κατάσταση λειτουργίας.
Στον Πίνακα 6.1 που ακολουθεί, συγκεντρώνονται και συγκρίνονται τα αποτελέσματα
προσομοιώσεων για τις διάφορες τοπολογίες που εξετάστηκαν. Με έντονους χαρακτήρες
φαίνονται τα ρεύματα διαφυγής και σφάλματος της αντίστοιχης τοπολογίας με τη μικρότερη
τιμή, τόσο στη μόνιμη κατάσταση όσο και στη βέλτιστη λειτουργία του συστήματος. Είναι
εμφανές πως σε διασυνδεδεμένο Φ/Β σύστημα χωρίς μετασχηματιστή απομόνωσης, η NPC
τοπολογία υπερτερεί όσον αφορά στην καταστολή των ρευμάτων διαρροής. Στον αντίποδα
όμως, η διάταξη αυτή απαιτεί για ην λειτουργία της διπλάσιο αριθμό διακοπτικών στοιχείων.
_ leak
114