Design and control of a phase-schift PWM resonant converter for an X-ray generator
X-ray jeneratör için bir phase-shift PWM resonant çevirici tasarımı ve kontrolü
- Tez No: 56630
- Danışmanlar: PROF. DR. YILDIRIM ÜÇTUĞ
- Tez Türü: Doktora
- Konular: Elektrik ve Elektronik Mühendisliği, Electrical and Electronics Engineering
- Anahtar Kelimeler: Resonant converter, Transformer, Rectifier, Inverter, Phase-shift PWM, X-ray generator, Neural network, Fuzzy control, DSP. IV
- Yıl: 1996
- Dil: İngilizce
- Üniversite: Orta Doğu Teknik Üniversitesi
- Enstitü: Fen Bilimleri Enstitüsü
- Ana Bilim Dalı: Elektrik-Elektronik Mühendisliği Ana Bilim Dalı
- Bilim Dalı: Belirtilmemiş.
- Sayfa Sayısı: 194
Özet
Bu tezde, bir X-ray tüpünün güç besleme çevirci devresinin kontrolü incelenmektedir.Tüpün, kontrolsuz bir doğrultucu tarafından doğrultulan aa şebeke tarafından beslendiği varsayılmaktadır. Doğrultucunun çıkışı, gerilimi 125 kV a yükseltmek için gerekli transformatörün boyutunun küçültülmesi için, 15 kHz lık bir aa sinyale çevirilmiştir. Transformatör yükün gereksinimlerini sağlayarak en düşük hacimine göre tasarlanmıştır. Transformatörün yüksek frekanslı sekonder gerilimi bir defa daha doğrultulup X-ray tüpüne uygulanmıştır. Yüksek tüp gerilimini ölçmenin zorunluklarından dolayı giriş doğrultucu gerilimini ve eviricinin iletim açısını ölçmeye dayanan bir ön-besleme tekniği geliştirilmiştir. Bu amaçla da bağ gerilimi, tüp gerilimi ve faz kaydırma açısı arasındaki bağlantı türetilmiş ve bazı farzları düşünerek basitleştirilmiştir. Elde edilen matematik modelin dezavantajlarını ortadan kaldırmak için bağ gerilimini ve faz kaydırma açısını modelin girişleri ve tüp gerilimini de çıkışıolarak düşünerek bir sinir ağı modeli türetilmiştir. Tüp geriliminin kontrolü bulanık mantık tekniği ile elde edilmektedir. Sistemin bilgisayar simülasyonları, kontrol devrenin çıkıştaki 100 Hz lık dalgalanmayı giderdiğini ve bir hızlı yükselme zamanı sağladığnı göstermektedir. PSPWM kapı işaretleri sinyalları üretmek amacıyla, simülasyonların sonuçlarına uygun bir program geliştirilmiş ve bir TMS320C14 mikrodenetleyiciye programlanmıştır. Deneyler, mikrodenetleyici tarafından üretilen PSPWM sinyalları tek-fazlı bir köprü eviricisinin akıllı güç modüllerine uygulanarak yapılmıştır. Deneylerde transformatörün ve X-ray tüpünün yerine eşdeğer devreleri kullanılmış ve deneyler düşük gerilim seviyelerinde gerçekleştirilmiştir. Deney sonuçları sinir ağı-bulanık mantık denetleyicinin teorik olarak öngörülen biçimde çalıştığnı göstermektedir. Anahtar Sözcükleri : Resonant çevirici, Transformatör, Doğrultucu, Evirici, Phase-shift P WM, X-ray jeneratör, Sinir ağı, Fuzzy kontrol, DSP. vr
Özet (Çeviri)
In this thesis, the control of a converter circuit supplying power to the X-ray tube is studied. The tube is considered to be supplied by ac mains voltage which is first rectified by an uncontrolled rectifier. The output of the rectifier is then inverted to a 15 kHz ac signal to reduce the size of the transformer required to increase the voltage level to 125 kV. The transformer is designed to have a minimum volume satisfying the load requirements. The voltage at the secondary of the high frequency transformer is once more rectified and applied to the X-ray tube. As the measurement of the high- tension tube voltage imposes difficulties, a feed-forward control technique is developed based on the measurement of the input rectifier voltage and the adjustment of the inverter conduction angle. For this purpose, the relationship between the dc link voltage, tube voltage and the phase-shift angle iiiof the inverter is derived and simplified considering some assumptions. In order to remove the drawbacks of the analytical model the neural network of the system is also derived considering the dc link voltage and the phase-shift angle as inputs and the tube voltage as the output. The tube voltage control is achieved using fuzzy control technique. Simulations of the overall system on a computer illustrate how the control eliminates the 100 Hz ripple at the output and provides a very fast rise time. In accordance with the results of the simulations, an algorithm for the simultaneous generation of PSPWM gating signals is developed and programmed on a TMS320C14 microcontroller. The experiments are carried out by applying the microcontroller generated PSPWM signals to the intelligent power modules (TPM) used in single-phase bridge inverter. In the experiments, the equivalent circuit of transformer and X-ray tube are used instead of the actual ones and low voltage level are used. The results of the experimental work show that neurofuzzy controller functions satisfactorily as predicted in the theoretical analysis.
Benzer Tezler
- İki yönlü üç seviyeli T-tipi LLC rezonans izole DA-DA dönüştürücünün tasarımı ve analizi
Design and analysis of bidirectional three level T-type LLC resonant isolated DC-DC converter
KEMAL KALAYCI
Doktora
Türkçe
2024
Elektrik ve Elektronik MühendisliğiSakarya ÜniversitesiElektrik-Elektronik Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. UĞUR ARİFOĞLU
DR. ÖĞR. ÜYESİ ONUR DEMİREL
- Batarya şarj uygulamalarında kullanılan LLC rezonans çeviricilerde optimum verim eldesi için yeni bir yöntem
A novel method on obtaining optimal operation efficiency of LLC resonant converters in battery charging applications
ESER ÇALIŞKAN
Doktora
Türkçe
2022
Elektrik ve Elektronik Mühendisliğiİstanbul Teknik ÜniversitesiElektrik Mühendisliği Ana Bilim Dalı
DOÇ. DR. ÖZGÜR ÜSTÜN
- Betonarme yapılarda korozyon tespiti için tahribatsız muayene sistem tasarımı
Non-destructive testing system design for corrosion detection in reinforced concrete structures
MELİKHAN EREN
Yüksek Lisans
Türkçe
2023
Elektrik ve Elektronik MühendisliğiAkdeniz ÜniversitesiElektrik ve Elektronik Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. SELÇUK HELHEL
- Dijital işaret işleme ve FIR filtre tasarımı algoritmaları
Digital signal processing and FIR filter design algorithms
METİN KALAYCI
Yüksek Lisans
Türkçe
1992
Bilgisayar Mühendisliği Bilimleri-Bilgisayar ve Kontrolİstanbul Teknik ÜniversitesiDOÇ. DR. MEHMET BÜLENT ÖRENCİK
- Missile telemetry system design and performance analysis
Füze üstü telemetri sistem tasarımı ve performans analizleri
CELAL ÖZGÜR BOZER
Yüksek Lisans
İngilizce
2023
Elektrik ve Elektronik MühendisliğiAnkara Yıldırım Beyazıt ÜniversitesiElektrik-Elektronik Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. HÜSEYİN CANBOLAT