Elektrikli araçlar için tek da kaynağı kullanılan yeni bir çok seviyeli evirici tasarımı ve kontrolü
Tez Türü: Doktora
Tezin Yürütüldüğü Kurum: Van Yüzüncü Yıl Üniversitesi, Mühendislik Fakültesi, Elektrik Elektronik Mühendisliği Bölümü, Türkiye
Tez Danışmanı: Mehmet Nuri Almalı
Tezin Onay Tarihi: 2023
Tezin Dili: Türkçe
Açık Arşiv Koleksiyonu: AVESİS Açık Erişim Koleksiyonu
Özet:
Elektrikli araçlarda (EA) yüksek verimlilik, daha küçük ve hafif motorlarla daha fazla güç sağlanabilmesi nedeniyle baskın olarak AA motorları kullanılır. Ek olarak EA'lar başta olmak üzere çoğu uygulamada, kullanım kolaylığı için tek bir DA kaynağı arzu edilir. Bu tez çalışmasında EA'lar için tek kaynaktan beslenen 31 seviyeli yeni bir çok seviyeli evirici (ÇSE) devresi önerilmiştir. Önerilen topolojide ana devre olarak anahtarlamalı diyot yapısı kullanılmış ve DA bara gerilimleri asimetrik olarak ölçeklendirilerek ve toroid transformatör ile yüksek frekans bağlantısı (HFL) yöntemi kullanılarak elde edilmiştir. Çıkış dalga biçiminde minimum Toplam Harmonik Bozulma (THB) için En Yakın Seviye Kontrolü (NLC) ve SPWM yöntemi kullanılmış ve sonuçları kıyaslanmıştır. Önerilen topolojinin benzetimi Matlab/Simulink programında gerçekleştirilmiş ve FPGA kullanılarak gerçekleştirilen deneysel çalışmalarla benzetim sonuçları doğrulanmıştır. Çalışmalarda, yük olarak; saf rezistif, rezistif-indüktif ve asenkron motor kullanılmıştır. Ayrıca önerilen ÇSE devresi katına çeşitli filtreler eklenerek filtre etkisi gösterilmiştir. Önerilen topoloji HFL kullanan diğer topolojilerle anahtar sayısı, diyot sayısı, toplam bloklama gerilimi (TSV) ve THB bakımından karşılaştırılmıştır. Önerilen ÇSE temel frekansta çalıştırılarak klasik eviriciyle hem benzetim hem de deneysel çalışma ortamında kıyaslanmıştır. Sonuç olarak, önerilen ÇSE devresinin kıyaslanan diğer çalışmalara göre daha düşük anahtar sayısına ve düşük TSV değerine sahip olduğu gözlemlenmiştir. Önerilen topoloji düşük gerilimli anahtarlarla yüksek gerilimli bir çıkış katı oluşturmuştur. Düşürücü devredeki tek anahtarla çıkış geriliminin doğrusal olarak ayarlanabilmesi önerilen topolojinin EA'larda kullanımını kolaylaştırır. EA sürücü sistemine uygun, tek DA kaynaklı ve çıkış gerilimi THB değeri filtre kullanılmadan %2,7 olan bir topoloji elde edilmiştir.