Investigation of parallel-connected GaN E-HEMT VSI-based servo drives
Paralel bağlı GaN E-HEMT VSI tabanlı servo sürücülerin incelenmesi
- Tez No: 714976
- Danışmanlar: DOÇ. DR. OZAN KEYSAN
- Tez Türü: Doktora
- Konular: Elektrik ve Elektronik Mühendisliği, Electrical and Electronics Engineering
- Anahtar Kelimeler: Belirtilmemiş.
- Yıl: 2022
- Dil: İngilizce
- Üniversite: Orta Doğu Teknik Üniversitesi
- Enstitü: Fen Bilimleri Enstitüsü
- Ana Bilim Dalı: Elektrik ve Elektronik Mühendisliği Ana Bilim Dalı
- Bilim Dalı: Belirtilmemiş.
- Sayfa Sayısı: 166
Özet
Çıkış akımında düşük dereceli harmoniklere neden olan çıkış gerilimi bozulmalarının birincil nedeninin gerilim kaynağı eviricilerindeki (VSIler) doğrusal olmayan yapılar olduğu düşünülmektedir. Bu doğrusal olmama durumları ayrıca, özellikle sistem düşük torklu alanda çalıştığında, düşük endüktanslı motorlara sahip düşük hızlı uygulamalar için kontrol performansını ve sistem kararlılığını önemli ölçüde düşürür. Doğrusal olmayan yapıların, bir silikon (Si) metal-oksit-yarı iletken alan etkili transistör (MOSFET) tabanlı VSInin faz akımı ve akım kontrolü üzerindeki etkisi, bu tezde çekirdeksiz bir sabit mıknatıslı senkron motor (PMSM) kullanılarak incelenmiştir. Bu sorunu ele almak için, bir galyum nitrid (GaN) geliştirme modlu yüksek elektron hareketli transistör (E-HEMT) tabanlı VSI önerilmiştir. Sonuçlara dayanarak, Si MOSFET VSI tabanlı yerine muadili GaN E-HEMT VSI tabanlı bir servo sürücü geliştirilmiştir. Bir öncekinin yaklaşık yarısı büyüklüğündedir ve yedeklilik için bir servo sürücü yerine paralel olarak iki servo sürücünün kullanılmasına izin verir. Paralel bağlı servo sürücülerin kullanımı, artan tork kapasitesi, güvenilirlik, yedeklilik ve modülerlik avantajı sunar. Ayrı mikrodenetleyicilerin sistem saatlerindeki küçük farklılıklar, asenkron darbe genişlik modülasyonu (PWM) taşıyıcı sinyalleri ve donanım farklılıkları ise paralel modüllerin özdeş olmayan çıkış gerilimlerine neden olabilir ve bu da dolaşan akımlara neden olabilir. Bu dolaşan akımlar paralel çalışmayı sınırlar, güç tüketimini arttırır, dengesiz güç dağılımına neden olur ve kontrol performansını düşürür. Hataya toleranslı paralel bağlı GaN E-HEMT VSI tabanlı bir servo sürücü şeması, dolaşan akımları azaltmak ve invertörlerin çıkışında ekstra indüktör ve girişinde ayrı DC besleme ihtiyacını ortadan kaldırmak için önerilmiştir. Doğrulama için altı adede kadar paralel bağlı servo sürücü ve bir PMSM kullanılarak çeşitli deneysel testler gerçekleştirilmiştir.
Özet (Çeviri)
Nonlinearities in voltage source inverters (VSIs) are thought to be the primary cause of output voltage distortions which cause low-order harmonics in the output current. These nonlinearities also considerably degrades control performance and system stability for low-speed applications with low-inductance motors, particularly when the system operates in the low-torque area. The impact of the nonlinearities on the phase current and current control of a silicon (Si) metal-oxide-semiconductor field-effect transistor (MOSFET) based VSI are examined in this thesis using a coreless permanent magnet synchronous motor (PMSM). To address this issue, a gallium nitride (GaN) enhancement-mode high electron mobility transistor (E-HEMT) based VSI is proposed. Based on the results, a GaN E-HEMT VSI-based servo drive is being developed to replace its Si MOSFET VSI-based counterpart. It is about half the size of the previous one, allowing for the use of two servo drives in parallel rather than one for redundancy. The use of parallel-connected servo drives offers the benefit of increased torque capacity, reliability, redundancy, and modularity. Smaller variances in the system clocks of the separate microcontrollers, asynchronous pulse width modulation (PWM) carrier signals, and hardware differences, on the other hand, might cause non-identical output voltages of the parallel modules, resulting in circulating currents. These circulating currents limit parallel operation, increase power consumption, induce imbalanced power distribution, and degrade control performance. A fault‐tolerant parallel‐connected GaN E-HEMT VSI based servo drive scheme is proposed to reduce the circulating currents and to eliminate the need for extra inductors at the output and separate DC supplies at the input of the inverters. Various experimental tests are conducted with up to six parallel-connected servo drives and a PMSM for validation.
Benzer Tezler
- Paralel bağlı ve paralel soğutmalı soğutucu kabinlerin irdelenmesi
Investigation of parallel connected and parallel cooled cooling cabinets
OĞUZ İSTİF
Yüksek Lisans
Türkçe
2009
Makine MühendisliğiYıldız Teknik ÜniversitesiMakine Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. HASAN ALPAY HEPERKAN
- Alternatif bir yoğunlaştırılmış fotovoltaik termal sistemin performansının incelenmesi
Investigation of performance of an alternative concentrated photovoltaic thermal system
AMIL NASIBOV
Yüksek Lisans
Türkçe
2018
Elektrik ve Elektronik MühendisliğiMuğla Sıtkı Koçman ÜniversitesiEnerji Sistemleri Mühendisliği Ana Bilim Dalı
DOÇ. DR. ALİ KEÇEBAŞ
- Reaktif tekstil boya çözeltilerinin elektrokoagülasyon yöntemi ile arıtımının incelenmesi
Investigation of treatment of the reactive textile dyes wastewater by electrocoagulation
RUHİ MALKOÇ
Yüksek Lisans
Türkçe
2008
Çevre MühendisliğiCumhuriyet ÜniversitesiMühendislik Bilimleri Bölümü
YRD. DOÇ. DR. BÜNYAMİN KARAGÖZOĞLU
- Yüksek gerilim yeraltı kablo sistemlerinde tasarım parametrelerinin elektriksel ve termal performansa etkisinin sonlu elemanlar yöntemi ile incelenmesi
Investigation of the effect of design parameters on electrical and thermal performance in high-voltage underground cable systems with fem
YUNUS BERAT DEMİROL
Yüksek Lisans
Türkçe
2024
Elektrik ve Elektronik Mühendisliğiİstanbul Teknik ÜniversitesiElektrik Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. ÖZCAN KALENDERLİ
- Tekstil atık sularının farklı güç kaynakları kullanılarak elektrokimyasal arıtımında optimum şartların araştırılması
Investigation of optimum points using different power sources in textile wastewaters with electrochemical processes
MUSTAFA KIRLAROĞLU
Yüksek Lisans
Türkçe
2008
Çevre MühendisliğiGebze Yüksek Teknoloji EnstitüsüÇevre Mühendisliği Ana Bilim Dalı
YRD. DOÇ. DR. EBUBEKİR YÜKSEL