Investigation of parallel-connected GaN E-HEMT VSI-based servo drives
Paralel bağlı GaN E-HEMT VSI tabanlı servo sürücülerin incelenmesi
- Tez No: 714976
- Danışmanlar: DOÇ. DR. OZAN KEYSAN
- Tez Türü: Doktora
- Konular: Elektrik ve Elektronik Mühendisliği, Electrical and Electronics Engineering
- Anahtar Kelimeler: Senkron motorlar, Ölü zaman dengeleyiciler, Synchronous motors, Died time compensators
- Yıl: 2022
- Dil: İngilizce
- Üniversite: Orta Doğu Teknik Üniversitesi
- Enstitü: Fen Bilimleri Enstitüsü
- Ana Bilim Dalı: Elektrik ve Elektronik Mühendisliği Ana Bilim Dalı
- Bilim Dalı: Belirtilmemiş.
- Sayfa Sayısı: Belirtilmemiş.
Özet
Çıkış akımında düşük dereceli harmoniklere neden olan çıkış gerilimi bozulmalarının birincil nedeninin gerilim kaynağı eviricilerindeki (VSIler) doğrusal olmayan yapılar olduğu düşünülmektedir. Bu doğrusal olmama durumları ayrıca, özellikle sistem düşük torklu alanda çalıştığında, düşük endüktanslı motorlara sahip düşük hızlı uygulamalar için kontrol performansını ve sistem kararlılığını önemli ölçüde düşürür. Doğrusal olmayan yapıların, bir silikon (Si) metal-oksit-yarı iletken alan etkili transistör (MOSFET) tabanlı VSInin faz akımı ve akım kontrolü üzerindeki etkisi, bu tezde çekirdeksiz bir sabit mıknatıslı senkron motor (PMSM) kullanılarak incelenmiştir. Bu sorunu ele almak için, bir galyum nitrid (GaN) geliştirme modlu yüksek elektron hareketli transistör (E-HEMT) tabanlı VSI önerilmiştir. Sonuçlara dayanarak, Si MOSFET VSI tabanlı yerine muadili GaN E-HEMT VSI tabanlı bir servo sürücü geliştirilmiştir. Bir öncekinin yaklaşık yarısı büyüklüğündedir ve yedeklilik için bir servo sürücü yerine paralel olarak iki servo sürücünün kullanılmasına izin verir. Paralel bağlı servo sürücülerin kullanımı, artan tork kapasitesi, güvenilirlik, yedeklilik ve modülerlik avantajı sunar. Ayrı mikrodenetleyicilerin sistem saatlerindeki küçük farklılıklar, asenkron darbe genişlik modülasyonu (PWM) taşıyıcı sinyalleri ve donanım farklılıkları ise paralel modüllerin özdeş olmayan çıkış gerilimlerine neden olabilir ve bu da dolaşan akımlara neden olabilir. Bu dolaşan akımlar paralel çalışmayı sınırlar, güç tüketimini arttırır, dengesiz güç dağılımına neden olur ve kontrol performansını düşürür. Hataya toleranslı paralel bağlı GaN E-HEMT VSI tabanlı bir servo sürücü şeması, dolaşan akımları azaltmak ve invertörlerin çıkışında ekstra indüktör ve girişinde ayrı DC besleme ihtiyacını ortadan kaldırmak için önerilmiştir. Doğrulama için altı adede kadar paralel bağlı servo sürücü ve bir PMSM kullanılarak çeşitli deneysel testler gerçekleştirilmiştir.
Özet (Çeviri)
Nonlinearities in voltage source inverters (VSIs) are thought to be the primary cause of output voltage distortions which cause low-order harmonics in the output current. These nonlinearities also considerably degrades control performance and system stability for low-speed applications with low-inductance motors, particularly when the system operates in the low-torque area. The impact of the nonlinearities on the phase current and current control of a silicon (Si) metal-oxide-semiconductor field-effect transistor (MOSFET) based VSI are examined in this thesis using a coreless permanent magnet synchronous motor (PMSM). To address this issue, a gallium nitride (GaN) enhancement-mode high electron mobility transistor (E-HEMT) based VSI is proposed. Based on the results, a GaN E-HEMT VSI-based servo drive is being developed to replace its Si MOSFET VSI-based counterpart. It is about half the size of the previous one, allowing for the use of two servo drives in parallel rather than one for redundancy. The use of parallel-connected servo drives offers the benefit of increased torque capacity, reliability, redundancy, and modularity. Smaller variances in the system clocks of the separate microcontrollers, asynchronous pulse width modulation (PWM) carrier signals, and hardware differences, on the other hand, might cause non-identical output voltages of the parallel modules, resulting in circulating currents. These circulating currents limit parallel operation, increase power consumption, induce imbalanced power distribution, and degrade control performance. A fault‐tolerant parallel‐connected GaN E-HEMT VSI based servo drive scheme is proposed to reduce the circulating currents and to eliminate the need for extra inductors at the output and separate DC supplies at the input of the inverters. Various experimental tests are conducted with up to six parallel-connected servo drives and a PMSM for validation.
Benzer Tezler
- Mevcut bir yapının deprem güvenliği ve güçlendirilmesi ile birinci titreşim periyoduna bölme duvarı ve perde mesned koşullarının etkisi
Assessment and strengthening of an existing structure and fundamental period affected by partioning walls and different boundary conditions of added shear walls
NURETTİN HASAN YEL
Yüksek Lisans
Türkçe
2002
İnşaat Mühendisliğiİstanbul Teknik Üniversitesiİnşaat Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. H. FARUK KARADOĞAN
- Altın filmlerin görünür ışık bölgesindeki optik özelliklerinin elipsometrik yöntemle incelenmesi
Başlık çevirisi yok
NEŞE ELGÜN
Yüksek Lisans
Türkçe
1988
Fizik ve Fizik MühendisliğiEge ÜniversitesiFizik Ana Bilim Dalı
DOÇ. DR. KAYHAN KANTARLI
- Experimental assessment of heterotrophic endogenous decay and denitrification kinetics using hydrolyzed carbon sources
İçsel solunum mekanizması ve denitrifikasyon kinetiğinin hidroliz kaynaklı karbon türleri için belirlenmesi
EBRU AVCIOĞLU
- İzmir'de bazı yolların kapatılarak yaya bölgeleri oluşturma da kent peyzajını geliştirme açısından yeniden planlanması üzerinde araştırmalar
Başlık çevirisi yok
BAHAR TÜRKYILMAZ
Yüksek Lisans
Türkçe
1985
Şehircilik ve Bölge PlanlamaEge ÜniversitesiŞehir ve Bölge Planlama Ana Bilim Dalı
- Kuyruk modelleri ve analizi üzerine bir uygulama
Başlık çevirisi yok
DİDEM ÖZPULAT
Yüksek Lisans
Türkçe
1985
İstatistikEge ÜniversitesiBilgisayar Bilimleri ve Mühendisliği Ana Bilim Dalı
DOÇ. DR. FİKRET İKİZ
