Design of an isolated fast charging system for EVS based on three-phase bidirectional AC-AC matrix converter
EA'lar için üç fazlı çift yönlü AC-AC matris dönüştürücü tabanlı izole hızlı şarj sistemi tasarımı
- Tez No: 960720
- 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 ve Elektronik Mühendisliği Ana Bilim Dalı
- Bilim Dalı: Belirtilmemiş.
- Sayfa Sayısı: 106
Özet
Bu araştırma, yüksek frekanslı transformatör izolasyonuna sahip tek kademeli AC-DC mimarisi ve matris konvertörü kullanılarak üç fazlı çift yönlü bir elektrikli araç (EA) şarj cihazının planlanması ve inşasını detaylandırmaktadır. Transformatörün birincil sargısı, matris konvertörünün şebeke AC besleme hattındaki frekans değişimini takiben yüksek frekanslı tek fazlı AC alır. Yüksek frekanslı AC'nin DC'ye dönüştürülmesi ve çift yönlü güç akışına izin verilmesi için transformatörün ikincil sargısında darbe genişlik modülasyonlu (PWM) bir doğrultucu kullanılır. Üç fazlı bir güç kaynağından, bipolar uzay vektör modülasyonu yöntemi kullanılarak yüksek frekanslı tek fazlı bir AC dalga formu üretilebilir. Temel bulgular, sabit akım (CC) modunda 200 A ve 630 V DC ile %10'dan %90'a şarj süresinin 55 dakika olduğunu, %3'lük minimal akım dalgalanması ile %68,11 verimlilik elde edildiğini göstermektedir. Sabit voltaj (CV) modunda ise 635 V DC ve başlangıçta 630 A akım ile 40 dakikalık şarj süresi boyunca %97,35 verimlilik sağlanmıştır. Batarya %100'den %90'a deşarj edilirken, sistem %98 verimlilik elde etmiş; gerilim ve akım için toplam harmonik bozulma (THD) değerleri sırasıyla %0,34 ve %5,42 olmuş, bu da yüksek güç kalitesini garanti etmiştir. Bu sonuçlar, konvertörün 1 güç faktörü, düşük THD (gerilim: %0,51, akım: %2,96) ve çeşitli senaryolarda sağlam performans sergilediğini göstermektedir. Bu kapsamlı tasarım, elektrikli araç şarj altyapısını geliştirerek sürdürülebilir ulaşım teknolojilerindeki ilerlemelere katkı sağlamaktadır.
Özet (Çeviri)
This research details the planning and construction of a three-phase bidirectional EV charger using a matrix converter and a single-stage AC-DC architecture with isolation of high-frequency transformers. The primary winding of the transformer receives high-frequency, single-phase AC following the frequency change in the grid's AC supply line caused by the matrix converter. In order to convert high-frequency AC to DC and permit bidirectional power flow, the secondary of the transformer makes use of a pulse-width modulated rectifier. From a three-phase power source, a high-frequency single-phase AC waveform can be generated using a bipolar space vector modulation approach. 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 68.11% 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
- E-mobilite uygulamaları için geniş çıkış gerilimi aralığında çalışabilen LLC rezonans dönüştürücü tasarımı ve gerçekleştirilmesi
Design and implementation of an LLC resonant converter with wide output voltage range for e-mobility applications
YUSUF BEHAUDDİN GÜNEY
Yüksek Lisans
Türkçe
2025
Elektrik ve Elektronik Mühendisliğiİstanbul Teknik ÜniversitesiElektrik Mühendisliği Ana Bilim Dalı
DOÇ. DR. MEHMET ONUR GÜLBAHÇE
- Design and comparative analysis of an enhanced solid-state power controller for UAVs accommodating wide-band gap semiconductor switches
Geniş bant aralıklı yarı iletken anahtarları destekleyen iyileştirilmiş katı hal güç kontrol cihazı tasarımı ve karşılaştırmalı analizi
ÖMER SOLAK
Yüksek Lisans
İngilizce
2025
Elektrik ve Elektronik Mühendisliğiİstanbul Teknik ÜniversitesiElektrik Mühendisliği Ana Bilim Dalı
DOÇ. DR. DERYA AHMET KOCABAŞ
- Şebeke bağlantılı tek fazlı mikro eviricinin tasarlanması ve gerçekleştirilmesi
Design and realisation of grid connected single phase microinverter
EMRE ÇELİK
Yüksek Lisans
Türkçe
2015
Elektrik ve Elektronik Mühendisliğiİstanbul Teknik ÜniversitesiElektrik Mühendisliği Ana Bilim Dalı
YRD. DOÇ. DENİZ YILDIRIM
- Vanaların sınıflandırılması ve imalat proseslerinin incelenmesi
The Classification of valves and observation of the production line
ENGİN GÜLGÜN
- U-şekilli çelik sönümleyicilerin histeretik davranışlarının modellenmesi ve düşük sönümlü kauçuk mesnetlerle birlikte sismik izolatör olarak kullanılması
Modelling hysteretic behaviour of U-shaped steel dampers and using such dampers with low damping rubber bearings as seismic isolator
KURTULUŞ ATASEVER
Yüksek Lisans
Türkçe
2015
Deprem Mühendisliğiİstanbul Teknik Üniversitesiİnşaat Mühendisliği Ana Bilim Dalı
DOÇ. DR. ERCAN YÜKSEL