Geri Dön

GaN-Fet tabanlı yüksek hızlı motor sürücü tasarımı

Design of GaN-Fet based high speed motor drive

  1. Tez No: 715535
  2. Yazar: CENK KILIÇ
  3. Danışmanlar: PROF. DR. ERKAN MEŞE
  4. Tez Türü: Yüksek Lisans
  5. Konular: Elektrik ve Elektronik Mühendisliği, Electrical and Electronics Engineering
  6. Anahtar Kelimeler: Belirtilmemiş.
  7. Yıl: 2021
  8. Dil: Türkçe
  9. Üniversite: Ege Üniversitesi
  10. Enstitü: Fen Bilimleri Enstitüsü
  11. Ana Bilim Dalı: Elektrik-Elektronik Mühendisliği Ana Bilim Dalı
  12. Bilim Dalı: Elektrik Elektronik Mühendisliği Bilim Dalı
  13. Sayfa Sayısı: 100

Özet

Bu tezde, günümüzde birçok alanda ihtiyaç duyulan yüksek hızlı elektrik motorları için sürücü sistemi tasarlanmıştır. Sabit mıknatıslı motorlar yüksek hızlı uygulamalar alanında öne çıkmıştır. Düşük faz endüktansına sahip yüksek hızlı motorlarda akım dalgalanmaları sistem performansını önemli ölçüde düşürmektedir. Motor sürücü sisteminde son zamanlarda yaygın olarak kullanılan yarı iletken güç anahtarı olan ve diğer yarı iletken güç anahtarlarına göre daha yüksek anahtarlama frekanslarında çalışabilen GaN-Fet kullanılmıştır. GaN-Fet'in bu özelliği kullanılarak, yüksek hızlı motor sürücüler için literatürde yapılan çok seviyeli evirici devreleri yerine iki seviyeli evirici devresi kullanılmıştır. Motor sürücü sistemi gerilim ve akım kaynaklı eviriciler olmak üzere MATLAB/Simulink ortamında modellenmiş ve simülasyon sonuçları elde edilmiştir. Gerçek zamanlı uygulamalar için gerilim kaynaklı TI-TIDA Boost XL üç fazlı GaN-Inverter devresi kullanılmıştır. Bu çalışmada ARM-Cortex H7 versiyonuna sahip çift çekirdekli STM32H747-XI işlemcisi kullanılmıştır. Motor sürücü algoritması Cube-MX ve Keil programları ile derlenmiştir. Deneysel çalışmalarda anahtarlama frekansı 100 kHz değerine çıkartılmıştır. Yüksek anahtarlama frekanslı uygulamalar için çoklu örnekleme PWM metodu önerilmiştir. PWM döngüsünün örnekleme frekansı arttıkça çıkış akımlarının toplam harmonik bozulması azalmıştır. Bu yüzden anahtarlama frekansının kullanılan işlemcinin maksimum zamanlayıcı çözünürlüğü ve toplam algoritma süresi de göz önüne alınarak seçilmesi gerektiği gösterilmiştir. Gömülü kontrolcüde PWM işleminin başka bir işlem yapılırken kesilmemesi için çift çekirdekli işlemci kullanılmıştır.

Özet (Çeviri)

In this thesis, a drive system is designed for high speed electric motors, which are needed in many fields today. Permanent magnet motors have come to the fore in high speed applications. Current fluctuations in high speed motors with low phase inductance significantly reduce system performance. GaN-Fet, which is a widely used semiconductor power switch recently and can operate at higher switching frequencies than other semiconductor power switches, has been used in the motor drive system. By using this feature of GaN-Fet, a two-level inverter circuit is used instead of the multi-level inverter circuits made in the literature for high speed motor drives. The motor driver system was modeled in MATLAB/Simulink environment, including voltage and current source inverters, and simulation results were obtained. Voltage sourced TI-TIDA Boost XL three-phase GaN-Inverter circuit is used for real-time applications. In this study, dual-core STM32H747-XI processor with ARM-Cortex H7 version is used. Motor driver algorithm is compiled with Cube-MX and Keil programs. In experimental studies, the switching frequency was increased to 100 kHz. Multi-sampling PWM method is proposed for high switching frequency applications. As the sampling frequency of the PWM loop increased, the total harmonic distortion of the output currents decreased. Therefore, it has been shown that the switching frequency should be chosen considering the maximum timer resolution of the processor and the total algorithm time. A dual-core processor is used in the embedded controller so that the PWM process is not interrupted while another process is being performed.

Benzer Tezler

  1. Çamaşır makinası uygulamasında gan yarı iletkenanahtarlar ile yüksek güç yoğunluklu ve verimlievirici tasarımı

    Design of high efficiency and high power densityinverter using gan semiconductors for washing machine

    TANER YAZICI

    Yüksek Lisans

    Türkçe

    Türkçe

    2019

    Elektrik ve Elektronik Mühendisliğiİstanbul Teknik Üniversitesi

    Elektrik Mühendisliği Ana Bilim Dalı

    DR. ÖĞR. ÜYESİ MURAT YILMAZ

  2. GaN fet tabanlı aktif kıskaç ileri DA-DA dönüştürücüsü tasarımı

    GaN fet based active clamp forward converter design

    ÖZGÜR BULUT

    Yüksek Lisans

    Türkçe

    Türkçe

    2018

    Elektrik ve Elektronik MühendisliğiGazi Üniversitesi

    Elektrik-Elektronik Mühendisliği Ana Bilim Dalı

    PROF. DR. MEHMET TİMUR AYDEMİR

  3. A gan-based bi-directional non-inverting buck-boost converter

    Gan-tabanlı çift yönlü evirmeyen buck-boost dönüştürücü

    HÜSEYİN URAL

    Yüksek Lisans

    İngilizce

    İngilizce

    2024

    Elektrik ve Elektronik MühendisliğiAnkara Yıldırım Beyazıt Üniversitesi

    Elektrik-Elektronik Mühendisliği Ana Bilim Dalı

    PROF. DR. AHMET KARAARSLAN

  4. GaN FET ve silisyum tabanlı MOSFET kullanılarak tek uçlu birincil-indüktör (SEPIC) türü pil şarj düzenleyici devresinin gerçekleştirilmesi

    Design, implementation and comparison of Si semiconductor MOSFET and GaN FET based SEPIC battery charge regulator

    OZAN CAN İYİER

    Yüksek Lisans

    Türkçe

    Türkçe

    2023

    Mühendislik BilimleriHacettepe Üniversitesi

    Elektrik-Elektronik Mühendisliği Ana Bilim Dalı

    PROF. DR. UĞUR BAYSAL

  5. Design of a radiation hardened PWM controller built on SOI

    SOI tabanlı radyasyona dayanıklı PWM denetleyici tasarımı

    EMRECAN KILIÇ

    Yüksek Lisans

    İngilizce

    İngilizce

    2018

    Elektrik ve Elektronik MühendisliğiOrta Doğu Teknik Üniversitesi

    Elektrik-Elektronik Mühendisliği Ana Bilim Dalı

    PROF. DR. HALUK KÜLAH