Elektrikli araç tahrik sistemleri için akım kaynaklı evirici tasarımı ve kontrolü
Current-source inverter design and control for electric vehicle propulsion systems
- Tez No: 952267
- Danışmanlar: DR. ÖĞR. ÜYESİ ALİ BAKBAK
- Tez Türü: Yüksek Lisans
- Konular: Elektrik ve Elektronik Mühendisliği, Electrical and Electronics Engineering
- Anahtar Kelimeler: CSI, Motor Sürücüler, FOC, Sürücü Devre Tasarımı, PMSM Kontrol, CSI, Motor Drives, FOC, Driver Circuit Design, PSMS Control
- Yıl: 2024
- Dil: Türkçe
- Üniversite: Manisa Celal Bayar Üniversitesi
- Enstitü: Lisansüstü Eğitim Enstitüsü
- Ana Bilim Dalı: Elektrik ve Elektronik Mühendisliği Ana Bilim Dalı
- Bilim Dalı: Belirtilmemiş.
- Sayfa Sayısı: 100
Özet
r satır boşluk - - Günümüzde elektrikli araçların (EV) yaygınlaşmasıyla birlikte, bu sistemlerde kullanılan güç elektroniği devrelerinin verimliliği, güvenilirliği ve kontrol edilebilirliği büyük önem kazanmıştır. Bu çalışmada, elektrikli araç tahrik sistemleri için alternatif bir çözüm olarak akım kaynaklı evirici (Current Source Inverter - CSI) temelli bir güç dönüştürücü mimarisi ele alınmıştır. Konvansiyonel gerilim kaynaklı eviricilerin (Voltage Source Inverter - VSI) bazı dezavantajlarına karşın, CSI yapısı özellikle yüksek güvenilirlik, doğal kısa devre koruması, motor akımının doğrudan kontrol edilebilmesi gibi avantajları ile öne çıkmaktadır. Tez kapsamında, kalıcı mıknatıslı senkron motor (PMSM) sürücüsü için CSI yapısı temelinde bir kontrol sistemi tasarlanmış ve buna uygun vektör kontrol (Field Oriented Control - FOC) algoritması geliştirilmiştir. Bu doğrultuda, sistemin matematiksel modellemesi yapılmış, Clarke ve Park dönüşümleri, d-q ekseninde akı ve tork kontrolü gibi temel teorik alt yapılar detaylı şekilde ele alınmıştır. Ayrıca, motor sargılarına uygulanan akımın düzgünlüğünü etkileyen akım dalgalanması (ripple), modülasyon indeksi ve indüktans değeri gibi parametreler analiz edilerek optimum çalışma koşulları belirlenmiştir. Simülasyon ortamında gerçekleştirilen analizlerde, önerilen CSI tabanlı kontrol sisteminin PMSM üzerinde başarılı bir şekilde çalıştığı, motor akım ve tork cevabının referans değerleri yüksek doğrulukla izlediği gözlemlenmiştir. Ayrıca sistemin farklı hız ve yük koşullarındaki kararlılığı da değerlendirilmiştir. Elde edilen sonuçlar, CSI tabanlı motor sürücülerinin elektrikli araç uygulamaları için verimli ve kontrol edilebilir bir alternatif sunduğunu göstermektedir. Bu tez, gelecekte yüksek verimli, düşük hacimli ve güvenilir sürücü sistemlerinin geliştirilmesine katkı sağlamayı hedeflemektedir.
Özet (Çeviri)
The increasing prevalence of electric vehicles (EVs), has brought significant attention to the efficiency, reliability and controllability of the power electronic circuits utilized in these systems. In this study, a current source inverter (CSI) based power converter architecture is investigated as an alternative solution for electric vehicle drive systems. Unlike conventional voltage source inverters (VSIs), the CSI topology offers several advantages such as inherent short-circuit protection, high reliability, and the ability to directly control the motor current. Within the scope of this thesis, a control system based on CSI topology was designed for driving a permanent magnet synchronous motor (PMSM), and a compatible vector control (Field Oriented Control - FOC) algorithm was developed. The mathematical modeling of the system was carried out, and fundamental theoretical frameworks such as Clarke and Park transformations and flux and torque control in the d-q reference frame were detailed. Additionally, parameters that affect the quality of motor current such as current ripple, modulation index, and inductance value were analyzed to determine optimal operating conditions. Simulation-based analysis showed that the proposed CSI-based control system successfully operated the PMSM and that the motor's current and torque responses accurately tracked the reference values. The system's stability under varying speed and load conditions was also evaluated. The results demonstrate that CSI-based motor drives offer a highly efficient and controllable alternative for electric vehicle applications. This thesis aims to contribute to the development of high-efficiency, compact, and reliable motor drive systems for future electric vehicle technologies.
Benzer Tezler
- Intelligent control system design and deployment for fuel cell air supply systems
Yakıt pili hava besleme sistemleri için akıllı kontrol sistemi tasarımı ve uygulamaya alınması
FATİH KENDİR
Doktora
İngilizce
2024
Bilgisayar Mühendisliği Bilimleri-Bilgisayar ve Kontrolİstanbul Teknik ÜniversitesiKontrol ve Otomasyon Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. TUFAN KUMBASAR
- Performance and thermal reliability comparisons of2-level and 3-level npc voltage source inverters forelectric vehicle drive applications
Elektrikli araç motor sürücü uygulamaları için 2-düzeyve 3-düzey nötr kenetlemeli gerilim beslemelieviricilerin performans ve ısıl güvenilirlik açısındankarşılaştırılması
ALİCAN MADAN
Yüksek Lisans
İngilizce
2019
Elektrik ve Elektronik MühendisliğiOrta Doğu Teknik ÜniversitesiElektrik-Elektronik Mühendisliği Ana Bilim Dalı
YRD. DOÇ. DR. EMİNE BOSTANCI
- Batarya yönetim sistemleri için anot kontrollü hızlı şarj metodugeliştirilmesi
Anode controlled fast charging method development for battery management systems
SERDAR İPEK
Yüksek Lisans
Türkçe
2025
Mekatronik Mühendisliğiİstanbul Teknik ÜniversitesiMekatronik Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. İLHAN KOCAARSLAN
- Modelling longitudinal motion of an electric vehicle and wheel slip control through NN based uncertainty prediction
Elektrikli aracın boyuna hareketinin modellenmesi ve yapay sinir ağı tabanlı belirsizlik kestirimli tekerlek kayma kontrolü
DUYGU ÖZYILDIRIM
Yüksek Lisans
İngilizce
2021
Bilgisayar Mühendisliği Bilimleri-Bilgisayar ve Kontrolİstanbul Teknik ÜniversitesiMekatronik Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. OVSANNA SETA ESTRADA
- Battery management system design with embedded electrochemical impedance spectroscopy
Elektrokimyasal empedans spektroskopisi yöntemi entegre edilmiş batarya yönetim sistemi tasarımı
MEDET KEREM BABACAN
Yüksek Lisans
İngilizce
2023
Elektrik ve Elektronik Mühendisliğiİstanbul Teknik ÜniversitesiMekatronik Mühendisliği Ana Bilim Dalı
DOÇ. DR. OSMAN KAAN EROL