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
- Tez No: 715004
- Danışmanlar: DR. ÖĞR. ÜYESİ EMİNE BOSTANCI ÖZKAN
- Tez Türü: Yüksek Lisans
- Konular: Elektrik ve Elektronik Mühendisliği, Electrical and Electronics Engineering
- Anahtar Kelimeler: Belirtilmemiş.
- Yıl: 2021
- Dil: İngilizce
- Üniversite: Orta Doğu Teknik Üniversitesi
- Enstitü: Fen Bilimleri Enstitüsü
- Ana Bilim Dalı: Elektrik-Elektronik Mühendisliği Ana Bilim Dalı
- Bilim Dalı: Elektrik Makinaları ve Güç Elektroniği Bilim Dalı
- 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
- 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
2012
Elektrik ve Elektronik MühendisliğiOrta Doğu Teknik ÜniversitesiElektrik-Elektronik Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. MUAMMER ERMİŞ
- 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
2017
Elektrik ve Elektronik Mühendisliğiİskenderun Teknik ÜniversitesiElektrik-Elektronik Mühendisliği Ana Bilim Dalı
DOÇ. DR. YAKUP HAMEŞ
DOÇ. DR. AHMET TEKE
- 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
2019
Elektrik ve Elektronik MühendisliğiÖzyeğin ÜniversitesiElektrik-Elektronik Mühendisliği Ana Bilim Dalı
DR. GÖKTÜRK POYRAZOĞLU
- 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
2005
Elektrik ve Elektronik MühendisliğiYıldız Teknik ÜniversitesiY.DOÇ.DR. KAYHAN GÜLEZ
- 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
2020
Elektrik ve Elektronik MühendisliğiÇukurova ÜniversitesiElektrik-Elektronik Mühendisliği Ana Bilim Dalı
DOÇ. DR. AHMET TEKE