Performance evaluation and comparison of low voltage grid-tied three-phase AC/DC converter configurations with SIi and SiC semiconductor switches
Si ve SiC yarı iletken anahtarlı, alçak gerilim 3 faz şebeke bağlantılı AC/DC güç dönüştürücü topolojilerinin performans değerlendirmesi ve karşılaştırılması
- Tez No: 572859
- Danışmanlar: PROF. DR. AHMET MASUM HAVA
- Tez Türü: Yüksek Lisans
- Konular: Elektrik ve Elektronik Mühendisliği, Electrical and Electronics Engineering
- Anahtar Kelimeler: Belirtilmemiş.
- Yıl: 2019
- 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: Belirtilmemiş.
Özet
Bu tezde, alçak gerilim dağıtım şebekesine bağlı üç fazlı PWM DC/AC gerilim kaynaklı dönüştürücülerde (VSC), silikon IGBT (Si-IGBT) teknolojisine kıyasla daha yüksek verime sahip ve daha hızlı olan geniş bant aralıklı silisyum karbür (SiC) yarı iletkenlerin kullanılmasının avantajları MW ölçekli fotovoltaik santral uygulamaları özelinde boyutlandırma, verimlilik ve ekonomik hususlar açısından incelenmiştir. Bir gerilim kaynaklı DC/AC dönüştürücünün maliyet ve enerji verimliliği toplam sistem ekonomisini güçlü bir şekilde etkilediğinden, bu tez, gerilim kaynaklı dönüştürücü tasarımı aşamasında toplam sahip olma maliyetini (TCO) eniyileştiren bir tasarım yöntemi önermektedir. Bu çalışmada yatırımın geri dönüşü (ROI) ve amorti süresi (PP) eniyileştirme için temel parametreler olarak kabul edilmiştir. Tasarımda, hibrit IGBT (SiC diyotlu Si-IGBT, H-IGBT) ve SiC-MOSFET yarı iletken anahtarları, referans olarak geleneksel Si-IGBT teknolojisi ile karşılaştırmalı değerlendirilmektedir. Çalışma kapsamında güç yarıiletken modülü, pasif süzgeçler (LCL) ve soğutucu tasarlanmış ve referans tasarımı ile karşılaştırılmıştır. Performans çalışmalarını doğrulamak için 30 kW'lık bir gerilim kaynaklı DC/AC dönüştürücü tasarlanmış, benzetimi yapılmış, laboratuvar ortamında test edilmiş ve ardından ekonomik değerlendirmeler yapılmıştır. Ek olarak bu tezde yüksek anahtarlama frekanslarında çalışan geniş bant aralıklı yarı iletkenli bir gerilim kaynaklı DC/AC dönüştürücüde geri besleme hattı sinyal gürültü süzgeci gecikmesi, PWM gecikmesi ve kontrol gecikmesinin sistemin kontrol performansı üzerindeki etkisi araştırılmıştır. Şebeke akım kontrolü ve dönüştürücü akım kontrol yöntemleri, modelleme ve benzetim ile karşılaştırılarak önerilerde bulunulmuştur.
Özet (Çeviri)
In this thesis, as compared to silicon IGBT (Si-IGBT) technology, the advantages of using higher efficiency and faster wide bandgap silicon carbide (SiC) semiconductor switches in low voltage three-phase grid-tied PWM DC/AC voltage source converters (VSCs) are investigated in terms of sizing, efficiency and economic considerations for MW-scale photovoltaic power plant applications. As the cost and energy efficiency of a VSC strongly affect the total system economics, this thesis proposes a design methodology optimizing the total cost of ownership (TCO) during the VSC design stage. Return on investment (ROI) and payback period (PP) are considered as the basic parameters for optimization. In the design, hybrid device (Si-IGBT with SiC diode, H-IGBT) and SiC-MOSFET semiconductor switches are weighed along with Si-IGBT technology based conventional design as reference. The power semiconductor module, passives (LCL filter), and heatsink are designed and compared with the reference design. A 30 kW VSC system is simulated, designed and tested in the laboratory to confirm the performance studies, then economic assessments are conveyed. Additionally, in this thesis, with wide bandgap devices switching at relatively high switching frequencies, the influences of feedback signal noise filter, PWM, and control delays on the VSC control performance are investigated. Grid current control and converter current control methods are compared via modelling and simulation, then recommendations made.
Benzer Tezler
- Geçiş kanalları ile kanal içi pervane sistemleri üzerinde pasif akış kontrolü sağlanması ve performansının değerlendirilmesi
Passive flow control over a duct and ducted fan and evaluation of the performance
YÜCEL ORKUT AKTAŞ
Yüksek Lisans
Türkçe
2018
Uçak Mühendisliğiİstanbul Teknik ÜniversitesiAna Bilim Dalı (disiplinlerarası)
YRD. DOÇ. DR. DUYGU ERDEM
- Elektrikli araç şarj sistemlerinde lityum-iyon bataryalar için farklı şarj tekniklerinin incelenmesi ve faz kaydırmalı tam köprü dönüştürücü tabanlı karşılaştırılması
Investigation of different charging techniques for lithium ion batteries in electric vehicle charging systems and their comparison based on a phase shifted full bridge converter
MUSTAFA BUĞRA OKUMUŞ
Yüksek Lisans
Türkçe
2026
Elektrik ve Elektronik MühendisliğiYıldız Teknik ÜniversitesiElektrik Mühendisliği Ana Bilim Dalı
DOÇ. DR. ERDEM AKBOY
- 3um N-kuyu CMOS teknolojisi ile test kırmığı tasarımı ve tranzistor eşik gerilimi ayarı
Test chip design for 3 um N-well CMOS fabrication technology and threshold voltage adjustment
ZEYNEP D. TOROS
Yüksek Lisans
Türkçe
1991
Elektrik ve Elektronik Mühendisliğiİstanbul Teknik ÜniversitesiPROF.DR. DURAN LEBLEBİCİ
- Fuzzy logic based charge control strategy for lithium-ion batteries: Comparative evaluation with conventional techniques
Lityum-iyon bataryalar için bulanık mantık tabanlı şarj kontrol stratejisi: Geleneksel tekniklerle karşılaştırmalı değerlendirme
FURKAN AKSU
Yüksek Lisans
İngilizce
2025
Bilgisayar Mühendisliği Bilimleri-Bilgisayar ve Kontrolİstanbul Teknik ÜniversitesiKontrol ve Otomasyon Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. İLHAN KOCAARSLAN
- Gan güç transistörlerinin anahtar kayıplarının nöral ağ tabanlı modellenmesi
Neural network based modeling of switching losses in gan power transistors
ALİİMZA DAŞDEMİR
Yüksek Lisans
Türkçe
2026
Elektrik ve Elektronik Mühendisliğiİstanbul Teknik ÜniversitesiElektrik Mühendisliği Ana Bilim Dalı
DOÇ. DR. MEHMET ONUR GÜLBAHÇE