Raylı ulaşım sistemleri için LLC çevirici tabanlı bir katı hal transformatörünün modellenmesi ve tasarımı
Modelling and design of LLC converter based solid state transformer for railway transportation systems
- Tez No: 937474
- Danışmanlar: PROF. DR. BÜNYAMİN TAMYÜREK
- Tez Türü: Yüksek Lisans
- Konular: Elektrik ve Elektronik Mühendisliği, Electrical and Electronics Engineering
- Anahtar Kelimeler: Belirtilmemiş.
- Yıl: 2025
- Dil: Türkçe
- Üniversite: Gazi Üniversitesi
- Enstitü: Fen Bilimleri Enstitüsü
- Ana Bilim Dalı: Elektrik-Elektronik Mühendisliği Ana Bilim Dalı
- Bilim Dalı: Belirtilmemiş.
- Sayfa Sayısı: 98
Özet
Katı hal transformatörleri kontrol edilebilirlik, gerilim regülasyonu yapabilme ve boyutsal olarak avantajlarıyla geleneksel transformatörlerin yerine kullanılan bir sistemdir. Katı hal transformatörleri yapısında AA/DA dönüştürücü DA/DA dönüştürücü ve DA/AA dönüştürücü bulundurmaktadır. LLC rezonans dönüştürücü, ÇAK dönüştürücü, CLLC rezonans dönüştürücü gibi dönüştürücüler katı hal transformatörleri içerisinde DA/DA dönüştürücü olarak kullanılmaktadır. Bu tez çalışmasında, tam köprü LLC rezonans dönüştürücünün tasarımı yapılacaktır ve açık devre kontrol yöntemiyle gerçeklemesi yapılacaktır. LLC rezonans dönüştürücü katı hal transformatörü için tasarlandığından dönüştürücünün girişinde kapalı döngü kontrol ile çalışan bir izole dönüştürücü olacaktır ve böylelikle dönüştürücünün giriş gerilimi belirli bir aralıkta sınırlı olarak değişecektir. Bu yüzden, LLC rezonans dönüştürücünün kontrolü açık devre olarak gerçekleştirilecektir. Modülasyon tekniği olarak açık devre kontrol ile uyumlu olarak PFM modülasyon kullanılacaktır. Dönüştürücü tasarımında kayıpları en aza indirmek amacıyla sert anahtarlama yerine yumuşak anahtarlama tekniği kullanılacaktır. Böylelikle sıfır gerilimde anahtarlama (SGA) elde edilecektir. LLC rezonans dönüştürücü açık devre kontrolünde tek bir frekansta çalışacaktır. Bu çalışma frekansı rezonans tankın kazancının birlik olduğu nokta yani rezonans frekansı olacaktır. Böylelikle giriş gerilimi, rezonans tank kazancı olmadan sadece transformatörün döngü oranıyla orantılı olarak çıkışa aktarılacaktır. Bu çalışmada LLC rezonans dönüştürücünün açık devre kontrol yöntemiyle benzetim çalışması yapılacak ve gerçeklemesi yapılan dönüştürücünün ölçüm sonuçları ile benzetim çalışması sonuçları karşılaştırılacaktır.
Özet (Çeviri)
A solid-state transformer (SST) is an advanced system that serves as an alternative to traditional transformers, offering advantages such as enhanced controllability, precise voltage regulation, and compact form factor. The SST architecture typically consists of AC/DC rectifiers, DC/DC converters, and DC/AC inverters. Various types of DC/DC converters, including LLC resonant converters, dual active bridge converters, and CLLC resonant converters, are commonly employed within SSTs. This study focuses on the analysis, design, and implementation of a full-bridge LLC resonant converter specifically for SST applications. In SST systems, the input voltage to the converter tends to vary within a restricted range, primarily due to the presence of a pre-regulator converter, which employs closed-loop control prior to the isolation stage. As a result, the isolation converter, such as the LLC resonant converter, can be operated with open-loop control. Pulse frequency modulation (PFM) is utilized for the open-loop control of the LLC resonant converter. The design of the converter emphasizes soft-switching techniques to minimize switching losses, as opposed to conventional hard-switching methods. Soft-switching enables zero-voltage switching (ZVS), significantly reducing energy dissipation. Since the converter operates at a constant frequency, specifically at the resonant frequency where the gain equals unity, open-loop control is employed. This ensures that the input voltage is transferred to the output without any additional gain from the resonant tank, relying only on the transformer's turn ratio for voltage scaling. The study will include an open-loop simulation of the LLC resonant converter, accompanied by experimental measurements on a full-scale prototype.
Benzer Tezler
- Raylı ulaşım sistemlerinde tahrik amaçlı katı hal transformatörü kullanımı
The use of solid state transformer for traction in railway systems
UĞUR EMRE DOĞRU
Yüksek Lisans
Türkçe
2018
Elektrik ve Elektronik Mühendisliğiİstanbul Teknik ÜniversitesiRaylı Sistemler Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. ÖZCAN KALENDERLİ
PROF. DR. MUSTAFA BAĞRIYANIK
DR. ÖĞR. ÜYESİ OKTAY ARIKAN
- Raylı ulaşım sistemleri için uyarlanabilir bir kablosuz iletişim yöntemi tasarımı
An adaptive wireless communications method design for rail transportation systems
ALİ OSMAN SARNIK
Yüksek Lisans
Türkçe
2024
Elektrik ve Elektronik MühendisliğiEskişehir Osmangazi ÜniversitesiElektrik-Elektronik Mühendisliği Ana Bilim Dalı
DR. ÖĞR. ÜYESİ AHMET YAZAR
- Raylı ulaşım sinyalizasyon sistemleri için otomatik anklaşman algoritması ve kodu üretme yöntemi
Automatic interlocking algorithm and code generation method for railway transportation signalization systems
SERHAT TÜRK
Yüksek Lisans
Türkçe
2010
Bilgisayar Mühendisliği Bilimleri-Bilgisayar ve Kontrolİstanbul Teknik ÜniversitesiKontrol ve Otomasyon Mühendisliği Ana Bilim Dalı
DOÇ. DR. MEHMET TURAN SÖYLEMEZ
- Modern raylı ulaşım sistemleri için elektrifikasyon standartları ve tasarım yaklaşımlarının incelenmesi: Bir metro hattının tekno-ekonomik analizi
An investigation of electrification standards and design approaches for modern railway systems: Techno-economic analysis of a metro line
BÜŞRA ÖLMEZ
Yüksek Lisans
Türkçe
2025
Elektrik ve Elektronik MühendisliğiYıldız Teknik ÜniversitesiElektrik Mühendisliği Ana Bilim Dalı
DOÇ. DR. BEDRİ KEKEZOĞLU
- Kentsel raylı ulaşım sistemleri için akıllı enerji yönetim algoritması geliştirilmesi
Development of intelligent energy management algorithm for urban rail transportation systems
AHMET YILDIZ
Doktora
Türkçe
2023
Elektrik ve Elektronik MühendisliğiYıldız Teknik ÜniversitesiElektrik Mühendisliği Ana Bilim Dalı
DOÇ. DR. OKTAY ARIKAN