Design of 100 kW three-phase bidirectional AC-DC matrix converter for fast charging of electrical vehicles
Elektrikli araçların hızlı şarjı için 100 kW üç fazlı çift yönlü AC-DC matris konvertörünün tasarımı
- Tez No: 930718
- Danışmanlar: PROF. DR. AHMET METE VURAL
- Tez Türü: Yüksek Lisans
- Konular: Elektrik ve Elektronik Mühendisliği, Electrical and Electronics Engineering
- Anahtar Kelimeler: Belirtilmemiş.
- Yıl: 2025
- Dil: İngilizce
- Üniversite: Gaziantep Üniversitesi
- Enstitü: Fen Bilimleri Enstitüsü
- Ana Bilim Dalı: Elektrik-Elektronik Mühendisliği Ana Bilim Dalı
- Bilim Dalı: Elektrik Tesisleri Bilim Dalı
- Sayfa Sayısı: 98
Özet
Bu çalışma, elektrikli araçların hızlı ve verimli şarj ihtiyacını karşılamak için, hızlı şarj için optimize edilmiş 100 kW çift yönlü AC-DC matris dönüştürücünün tasarımı ve simülasyonunu sunmaktadır. Sistem, üç fazlı matris mimarisi, PI kontrolörleri ile Darbe Genişlik Modülasyonu (DGM) kontrol stratejileri ve çift yönlü güç akışı yönetimi içermektedir. Temel sonuçlar, 10% ile 90% SOC arasında sabit akım modunda 200 A ve 630 V DC kullanılarak 55 dakikalık şarj süresi, 83.5% verimlilik ve 3% akım dalgalanması olduğunu göstermektedir. Sabit voltaj modunda, şarj 40 dakikada 635 V DC ve başlangıç akımı 630 A ile gerçekleştirilmiş, 97.35% verimlilik elde edilmiştir. Bataryanın %100'den %90'a deşarjında, 0.34% THB voltajı ve 5.42% THB akımı ile %98 verimlilik sağlanmıştır. Bu sonuçlar, sistemin güç faktörünü 1 olarak koruduğunu, düşük THB değerleri (voltaj: 0.51%, akım: 2.96%) sunduğunu ve çeşitli senaryolarda güçlü bir performans gösterdiğini kanıtlamaktadır. Bu kapsamlı tasarım, EV şarj altyapısını geliştirmekte ve sürdürülebilir ulaşım teknolojilerine katkı sağlamaktadır..
Özet (Çeviri)
This study addresses the growing need for efficient and rapid electric vehicle (EV) charging solutions by presenting the design and simulation of a 100 kW bidirectional AC-DC matrix converter optimized for fast charging. The system features a three-phase matrix architecture, PI controllers with Pulse Width Modulation (PWM( control strategies, and bidirectional power flow management. Key findings include a charging duration of 55 minutes from 10% to 90% SOC using constant current (CC) charging at 200 A and 630 V DC, achieving an efficiency of 83.5% with minimal 3% current ripple. In constant voltage (CV) mode, charging took 40 minutes at 635 V DC and an initial current of 630 A, attaining 97.35% efficiency. During battery discharge from 100% to 90% SOC, the system achieved an efficiency of 98% with THD voltage and current values of 0.34% and 5.42%, respectively, ensuring high power quality. These results demonstrate the converter's effectiveness in maintaining a power factor of 1, minimal THD (voltage: 0.51%, current: 2.96%), and robust performance in various scenarios. This comprehensive design enhances the EV charging infrastructure, contributing to advancements in sustainable transportation technologies.
Benzer Tezler
- Çok kaynaklı mikroşebekelerde aşırı akım koruma rölesi performans analizi
Performance analysis of overcurrent protection relay in multi source microgrids
HABİP YILDIRIM
Yüksek Lisans
Türkçe
2024
Elektrik ve Elektronik Mühendisliğiİstanbul Teknik ÜniversitesiElektrik Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. ÖMER USTA
- Üç fazlı DAB türü DC-DC dönüştürücü analizi tasarımı ve uygulaması
Analysis design and implementation of a three-phase dual active bridge DAB type DC-DC converter
CEVHER SAMİ BİRSİN
Yüksek Lisans
Türkçe
2025
Elektrik ve Elektronik MühendisliğiYıldız Teknik ÜniversitesiElektrik Mühendisliği Ana Bilim Dalı
DR. ÖĞR. ÜYESİ ERDEM AKBOY
- Uçak sistemleri için 115 V 400 Hz evirici tasarımı ve uygulaması
Design and implementation of a 115 V 400 Hz inverter for aircraft systems
BAHADIR ŞAFAK
Yüksek Lisans
Türkçe
2019
Elektrik ve Elektronik MühendisliğiEskişehir Osmangazi ÜniversitesiElektrik-Elektronik Mühendisliği Ana Bilim Dalı
DOÇ. DR. BÜNYAMİN TAMYÜREK
- Orta güçlü sincap kafesli asenkron motor tasarım programı geliştirilmesi
Development design software of squirrel cage induction motor in medium power
EMRE GÜRLEYEN
Yüksek Lisans
Türkçe
2013
Elektrik ve Elektronik Mühendisliğiİstanbul Teknik ÜniversitesiElektrik Mühendisliği Ana Bilim Dalı
YRD. DOÇ. DR. DERYA AHMET KOCABAŞ
- Maliyet kısıtı altında yüksek güç yoğunluklu ve yüksek hızlı üçfazlı asenkron motor tasarımı
Design of high speed and high power density three phaseinduction motor under cost constraint
HARUN ETÇİ
Yüksek Lisans
Türkçe
2019
Elektrik ve Elektronik MühendisliğiYıldız Teknik ÜniversitesiElektrik Mühendisliği Ana Bilim Dalı
DOÇ. DR. ATİYE HÜLYA OBDAN