Design, analysis, and simulation of an isolated high voltage dc power supply based on modular converter and cockcroft-walton voltage multiplier topology
Modüler dönüştürücu ve cockcroft-walton gerilim katlayıcı dönüştürücü tabanlı yalıtımlı bir yüksek gerilim da güç kaynağı tasarım, analiz ve benzetimi
- Tez No: 659688
- Danışmanlar: PROF. DR. MEHMET TİMUR AYDEMİR
- Tez Türü: Yüksek Lisans
- Konular: Elektrik ve Elektronik Mühendisliği, Electrical and Electronics Engineering
- Anahtar Kelimeler: Belirtilmemiş.
- Yıl: 2020
- Dil: İngilizce
- Üniversite: Gazi Üniversitesi
- Enstitü: Fen Bilimleri Enstitüsü
- Ana Bilim Dalı: Elektrik-Elektronik Mühendisliği Ana Bilim Dalı
- Bilim Dalı: Belirtilmemiş.
- Sayfa Sayısı: 155
Özet
Güç elektroniği endüstrilerinin hızlı geliştirilmesi sayesinde, yüksek gerilim DA güç kaynakları artık çeşitli uygulamalarda kullanılmaktadır. Ancak, yüksek gerilim DA güç kaynaklarının tasarımı birçok zorluğu beraberinde getirir. Özellikle, uygun topoloji, kontrol şeması ve gerilim yükseltme tekniklerinin seçilmesi esastır. Ayrıca, yarı iletken teknolojisindeki büyük gelişmelere rağmen, güç elektroniği aygıtlarının çalışabileceği maksimum akım ve özellikle gerilim değerleri sınırlıdır. Bu çalışmada, çeşitli dönüştürücü topolojileri sunulmuş ve yüksek gerilim uygulamalarında kullanım için uygun olup olmadıklarını incelemek üzere karşılaştırılmıştır. Ardından, Girişi Paralel Çıkışı Seri ve Tam Dalga Cockcroft-Walton Gerilim Çarpanı dönüştürücü topolojisi kullanılarak 10 kW, 100 kV izole yüksek gerilim DA güç kaynağı ayrı olarak tasarlanmıştır. Her iki dönüştürücü faz kaydırma - Darbe Genişlik Modülasyonu tekniği kullanılarak tasarlanmıştır ve dönüştürücü modelleri PLECS simülasyon yazılımı ile simüle edilmiştir. Bu iki dönüştürücünün ilgili kontrol şeması ve tasarım özellikleri bu tezde sunulmuştur. Ayrıca, yüksek gerilim yüksek frekans transformatörleri her iki dönüştürücü modeli için ayrı ayrı tasarlanmıştır. Bunlara ek olarak, tasarlanan HVDC güç kaynağının iki farklı topoloji kullanılarak kayıp analizi ve verimlilik değerlendirmesi yapılmıştır. Son olarak, HVDC güç kaynağını tasarlamak için en uygun maliyetli dönüştürücü modelini belirlemek için bir maliyet analizi yapılmıştır.
Özet (Çeviri)
Thanks to the rapid advancement of power electronic industries, high voltage dc (HVDC) power supplies are now being used in diverse applications. However, the design of high voltage dc supplies presents many challenges. Especially, selection of proper topology, control scheme, and the voltage boosting techniques are of great importance. Moreover, even after great development of electronic components, there are certain voltage and current limits up to what the present power electronic components can operate. In this study, various converter topologies are presented and compared first to examine their feasibility for high voltage applications. Then, a 10 kW, 100 kV isolated high voltage dc power supply is designed using Input Parallel Output Series (IPOS) and Full-wave Cockcroft-Walton Voltage Multiplier (FW-CWVM) converter topology separately. Both the converters are designed using Phase shifted - Pulse Width Modulation (PS-PWM) technique, and the converter models are simulated by PLECS simulation software. The respective control scheme and design specifications of these two converters are presented in this paper. Also, the high voltage high frequency transformers have been designed separately for both the converter models. In addition, loss analysis and efficiency evaluation of the designed HVDC power supply using the two different topology has been done. Finally, a cost analysis has been performed to identify the best cost effective converter model for designing HVDC power supply.
Benzer Tezler
- Yüksek doluluk oranlı ve yüksek verimli bir aktif bastırmalı ileri yönlü dönüştürücünün tasarımı
Design of an active clamp forward converter with high duty cycle and high efficiency
MURAT AKKUŞ
Yüksek Lisans
Türkçe
2023
Elektrik ve Elektronik MühendisliğiYıldız Teknik ÜniversitesiElektrik Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. HACI BODUR
- Yeni nesil bir DA-DA dönüştürücü için analog denetleyici tasarımı ve uygulaması
Design and implementation of an analog controller for a novel DC-DC converter
ENES TURAN
Yüksek Lisans
Türkçe
2021
Elektrik ve Elektronik MühendisliğiGazi ÜniversitesiElektrik-Elektronik Mühendisliği Ana Bilim Dalı
DR. ÖĞR. ÜYESİ BÜLENT DAĞ
PROF. DR. MEHMET TİMUR AYDEMİR
- Design and analysis of high gain non-isolated multi port converter for residential PV-battery hybrid system
Ev tipi PV-batarya hibrid enerji sistemleri için çoklu bağlantı noktasına sahip, izole olmayan, yüksek kazançlı çevirici tasarım ve analizi
ABDELSALAM M.I. ELMAKAWI
Doktora
İngilizce
2022
Elektrik ve Elektronik MühendisliğiAnkara Yıldırım Beyazıt ÜniversitesiElektrik ve Elektronik Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. KAMİL ÇAĞATAY BAYINDIR
- Yüksek güçlü izole DA-DA dönüştürücü tasarımı, modellemesi ve kontrolü
High power isolated DC-DC converter design, modelling and control
ALİHAN CEMAL ÇALIŞKAN
Yüksek Lisans
Türkçe
2021
Elektrik ve Elektronik MühendisliğiTOBB Ekonomi ve Teknoloji ÜniversitesiElektrik-Elektronik Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. COŞKU KASNAKOĞLU
- Investigation of a MPPT based solar pv application used for home energy management systems
Ev enerji yönetim sistemleri için kullanılan MPPT tabanlı güneş PV uygulamasının incelenmesi
MUHAMMAD AAMİR ALİ
Yüksek Lisans
İngilizce
2021
Elektrik ve Elektronik Mühendisliğiİstanbul Aydın ÜniversitesiElektrik ve Elektronik Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. NEDİM TUTKUN