Geri Dön

Dc-link capacitor sizing of three-level neutral point clamped voltage source inverters for variable speed drives

Değişken hızlı sürücülerde kullanılacak üç düzeyli nötr noktası bağlantılı gerilim kaynak eviricileri için doğru akım bağlantı sığacı boyutlandırılması

  1. Tez No: 715004
  2. Yazar: SERHAT EMİR OGAN
  3. Danışmanlar: DR. ÖĞR. ÜYESİ EMİNE BOSTANCI ÖZKAN
  4. Tez Türü: Yüksek Lisans
  5. Konular: Elektrik ve Elektronik Mühendisliği, Electrical and Electronics Engineering
  6. Anahtar Kelimeler: Belirtilmemiş.
  7. Yıl: 2021
  8. Dil: İngilizce
  9. Üniversite: Orta Doğu Teknik Üniversitesi
  10. Enstitü: Fen Bilimleri Enstitüsü
  11. Ana Bilim Dalı: Elektrik-Elektronik Mühendisliği Ana Bilim Dalı
  12. Bilim Dalı: Elektrik Makinaları ve Güç Elektroniği Bilim Dalı
  13. Sayfa Sayısı: 150

Özet

Üç seviyeli nötr nokta bağlantılı gerilim kaynağı evirici topolojisinin, güç anahtarı seçimindeki esneklik nedeniyle yüksek doğru akım bağlantı gerilimine ve yüksek anahtarlama frekansına sahip elektrikli araçlarda avantajlı olması beklenmektedir. Bununla birlikte, bu topolojinin verimli çalışmasını sağlamak için nötr noktadaki potansiyel salınımları incelenmelidir. Yüksek hacimli bir doğru akım bağlantı sığacı, elektrikli araçlar için uygun bir seçenek değildir; bu nedenle, doğru akım bağlantı sığacının, çekiş sistemi özellikleri dikkate alınarak, olabildiğince küçük boyutlandırılması önemli bir tasarım adımıdır. Bu tez, darbe genişlik modülasyonu yöntemlerinin, üç seviyeli nötr nokta bağlantılı gerilim kaynağı eviricisinin doğru akım bağlantı sığacı boyutu üzerindeki etkilerini araştırmaktadır. Çalışma dahilinde üçü aktif nötr nokta potansiyel kontrolüne sahip olmak üzere, toplam beş darbe genişliği modülasyon yönteminin, çeşitli çalışma koşullarında nötr nokta potansiyeli salınım performansları karşılaştırılmaktadır. Cer motorunun evirici üzerindeki etkileri göz önünde bulundurularak, referans bir motor için her bir darbe genişlik modülasyon yönteminin en kötü nötr nokta potansiyel salınım durumu tespit edilmiştir. Nötr nokta potansiyel dalgalanmasının en kötü çalışma koşulu altında istenen sınırlar altında tutulması için her darbe genişlik modülasyon yöntemi için doğru akım bağlantı sığacının boyutu belirlenmiştir. Modülasyon tekniğinin ve elektrik makinesi özelliklerinin sığaç boyutu üzerinde etkili olduğu gösterilmiştir. Sonuçların deneysel olarak doğrulanması için 1 kVA güç seviyesine sahip prototip üç seviyeli nötr nokta bağlantılı evirici tasarlanmıştır. Deneysel doğrulamalar başarılı bir şekilde tamamlanmıştır. Çalışma sonucunda, taşıyıcı sinyal tabanlı darbe genişlik modülasyon yönteminin, diğer yöntemlerden çok daha küçük sığaçlar gerektirdiği gözlemlenmiştir; ancak, bu yöntemin anahtarlama kayıpları üzerindeki olumsuz etkileri göze çapmaktadır.

Özet (Çeviri)

A three-level neutral point clamped (NPC) voltage source inverter (VSI) topology can be advantageous in electric vehicles with a high DC-link voltage and a high switching frequency due to the flexibility in power switch selection. However, the potential oscillations in neutral point must be handled to guarantee an efficient operation of this topology. A bulky DC-link capacitor is not an option for EV applications; thus, the sizing of the DC-link capacitor considering the traction system characteristics is an important design step. This thesis investigates the effect of PWM modulation methods on the DC-link capacitor size of a three-level neutral point clamped voltage source inverter. Five PWM methods, from which three methods have an active neutral point potential control, are compared in terms of their neutral point potential (NPP) oscillations at various operating conditions. Since the operating conditions in a vehicle traction system depend on the traction motor, the worst-case NPP oscillation condition of each PWM method is determined based on the operation characteristics of a reference electric machine. Then, the size of the DC-link capacitor is determined for each PWM method so that NPP ripple is kept under desired limits under its worst-case operating condition. It is shown that both the modulation technique and the electric machine characteristics are effective on the capacitor size. A 1 kVA prototype three-level neutral point clamped inverter is designed and used to experimentally verify the results of capacitor sizing. Carrier-based PWM method required significantly smaller capacitors than other methods; however, this method had disadvantage of higher switching losses.

Benzer Tezler

  1. Cascaded multilevel converter based transmission STATCOM: System design methodology and development of a 12kV ±12MvAr power-stage

    Kaskat çok seviyeli çevirgeç tabanlı iletim STATKOM: Sistem tasarım yöntemi ve bir 12kV ±12MvAr güç katı geliştirilmesi

    BURHAN GÜLTEKİN

    Doktora

    İngilizce

    İngilizce

    2012

    Elektrik ve Elektronik MühendisliğiOrta Doğu Teknik Üniversitesi

    Elektrik-Elektronik Mühendisliği Ana Bilim Dalı

    PROF. DR. MUAMMER ERMİŞ

  2. Şebekeye bağlı fotovoltaik sistemlerdeki doğru akım bağ kapasitörü üzerindeki akım baskısının azaltılması

    Reduction of current ripples on DC-link capacitors in grid connected photovoltaic systems

    ARZU TÜRKSOY

    Yüksek Lisans

    Türkçe

    Türkçe

    2017

    Elektrik ve Elektronik Mühendisliğiİskenderun Teknik Üniversitesi

    Elektrik-Elektronik Mühendisliği Ana Bilim Dalı

    DOÇ. DR. YAKUP HAMEŞ

    DOÇ. DR. AHMET TEKE

  3. Investigation on the effects of DC-link capacitors to DC/AC converter under various operation conditions

    Başlık çevirisi yok

    MERT SERDAR BİLGİN

    Yüksek Lisans

    İngilizce

    İngilizce

    2019

    Elektrik ve Elektronik MühendisliğiÖzyeğin Üniversitesi

    Elektrik-Elektronik Mühendisliği Ana Bilim Dalı

    DR. GÖKTÜRK POYRAZOĞLU

  4. 200V-0.5A AC/DC güç konverterinin modellenmesi ve çift yönlü kontrolü

    Controlling and modelling of 200V-0,5A bidrectional AC/DC power converter

    TARIK VELİ MUMCU

    Yüksek Lisans

    Türkçe

    Türkçe

    2005

    Elektrik ve Elektronik MühendisliğiYıldız Teknik Üniversitesi

    Y.DOÇ.DR. KAYHAN GÜLEZ

  5. Design and analysis of high efficient AC-DC power factor corrected converters for on-board battery charging system in electric vehicles

    Elektrikli araçlarda dâhili batarya şarj sistemi için yüksek verimli AA-DA güç faktörü düzeltilmiş dönüştürücülerin tasarımı ve analizi

    ÖMER TÜRKSOY

    Doktora

    İngilizce

    İngilizce

    2020

    Elektrik ve Elektronik MühendisliğiÇukurova Üniversitesi

    Elektrik-Elektronik Mühendisliği Ana Bilim Dalı

    DOÇ. DR. AHMET TEKE