Skip to main content
SUPERVISOR
Hossein Farzanehfard,Seyed Mohammad Madani
حسین فرزانه فرد (استاد راهنما) سیدمحمد مدنی (استاد مشاور)
 
STUDENT
Mohammadreza Amini
محمدرضا امینی

FACULTY - DEPARTMENT

دانشکده مهندسی برق و کامپیوتر
DEGREE
Master of Science (MSc)
YEAR
1385

TITLE

Soft Switching Three-Phase PWM Inverter with Quasi-Parallel Resonant DC-Link
Nowadays inverters have found many applications in industry such as induction motors drives with speed control, uninterruptible power supplies, AC power supplies with voltage and frequency control capability and active power filters. In order to reduce the size of output filter, increase the current or voltage quality, and to eliminate audio noise in circuit magnetic elements, high switching frequency is indispensable. However, switching losses increase at higher switching frequencies. In order to reduce switching losses and switches voltage and current stresses, usually turn on and turn off snubbers are employed which increase total inverter losses. Typical method employed to reduce switching losses and stresses, is applying soft switching techniques. In these techniques, extra elements are added to circuit that approximately eliminate overlap of voltage and current at turn off and turn on instants. These inverters are divided in to load resonant inverters and DC-link resonant inverters. Load resonant inverters have high number of auxiliary switches and are used in high power applications. In medium power applications, usually DC-link resonant inverters are used. In these inverters, only one resonant circuit exists in their DC-link. In recent years, the research is mainly concentrated on increasing the efficiency and decreasing the number of extra elements in inverters. There are usually two auxiliary switches or more in the inverter DC-link auxiliary circuit. In current thesis, reducing extra elements particularly auxiliary switches is achieved by employing new topologies. To achieve this goal, three novel quasi-resonant DC-link inverters are suggested and the converter operation and theoretical waveforms are presented. Also, design consideration of each converter is provided. To validate the theoretical analysis, two prototype converters are implemented and the results are compared with theoretical analysis. Keywords: 1- Three phase inverter, 2- Soft switching, 3- Quasi-parallel resonant DC-link, 4- Pulse width modulation, 5-Zero voltage switching, 6- Zero current switching.
امروزه اینورترها در صنعت کاربرد زیادی دارند که درایو موتورهای القائی با کنترل سرعت، منابع تغذیه بدون وقفه (UPS)، منابع تغذیه AC با ولتاژ و فرکانس قابل تنظیم، کوره‌های القائی و فیلترهای اکتیو قدرت (APF) از مهمترین کاربردهای آنها می‌باشد. به منظور کاهش حجم فیلتر خروجی اینورتر، بالا بردن کیفیت جریان یا ولتاژ خروجی و از بین بردن نویز صوتی در المان‌های مغناطیسی مدار، بالا بردن فرکانس سوئیچنگ الزامی می‌باشد. با افزایش فرکانس کلیدزنی سوئیچ‌های اینورتر، تلفات سوئیچنگ افزایش می‌یابد. برای خارج کردن تلفات کلیدزنی از سوئیچ‌های اینورتر و کاهش استرس ولتاژ و جریان سوئیچ‌های اینورتر، معمولا از اسنابرهای خاموش و روشن کردن برای سوئیچ‌ها استفاده می‌شود که منجر به افزایش تلفات کل مدار می‌شود. روش متداول برای کاهش تلفات سوئیچینگ، استفاده از توپولوژی‌های سوئیچینگ نرم می‌باشد. در این توپولوژی‌ها، با افزودن تعدادی المان‌ اضافی به مدار، همپوشانی جریان و ولتاژ سوئیچ‌ها در لحظات روشن وخاموش شدن، تقریبا از بین رفته و تلفات سوئیچینگ حذف می‌شود. این اینورترها به دو گروه اینورترهای با مدار رزونانسی در سمت بار و سمت لینک DC تقسیم بندی می‌شوند. اینورترهای سه فاز با مدار رزونانسی در سمت بار دارای تعداد سوئیچ‌ کمکی زیادی هستند و در توان‌های بالا کاربرد دارند. در کاربردهای با توان متوسط، اینورترهای با مدار رزونانسی در سمت لینک DC کاربرد بیشتری دارند. در این اینورترها فقط یک مدار رزونانس در لینک DC اینورتر قرار دارد. تحقیقات صورت گرفته در سال‌های اخیر، در جهت بهبود راندمان و تعداد المان‌ها در این مبدل‌ها انجام شده است. این اینورترها معمولا دارای دو سوئیچ کمکی یا بیشتر در لینک DC هستند. در این پایان نامه سعی بر آن شده تا با ارائه‌ی چند توپولوژی جدید، تعداد المان‌های اضافی از جمله سوئیچ کمکی، نسبت به مبدل‌های قبلی کاهش یابد. برای رسیدن به این هدف، سه اینورتر با لینک DC موازی شبه رزونانسی جدید پیشنهاد شده و روابط و شکل موج‌های تئوری آنها استخراج شده است. همچنین پارامترهایی که در طراحی هر مبدل باید مدنظر گرفته شوند، آورده شده است. برای اطمینان از صحت عملکرد اینورترهای پیشنهادی، دو نمونه‌ از آنها ساخته شده و با مقایسه شکل موج‌های عملی و تئوری، صحت ایجاد سوئیچینگ نرم در آنها تایید شده است. کلمات کلیدی 1- اینورتر سه فاز، 2- سوئیچینگ نرم، 3- لینک DC موازی شبه رزونانسی، 4- مدولاسیون پهنای پالس 5- سوئیچینگ در ولتاژ صفر، 6- سوئیچینگ در جریان صفر.

ارتقاء امنیت وب با وف بومی