Naslov
Smanjenje mase pretvarača za pomoćna napajanja na tračničkim vozilima primjenom mekog sklapanja
(MASS REDUCTION OF AUXILIARY POWER SUPPLY CONVERTERS FOR RAILWAY APPLICATIONS BY SOFT-SWITCHING)

Autori
Čobanov, Neven

Vrsta, podvrsta i kategorija rada
Ocjenski radovi, doktorska disertacija

Fakultet
Fakultet elektrotehnike i računarstva

Mjesto
Zagreb

Datum
16.07

Godina
2012

Stranica
206

Mentor
Jakopović, Željko

Ključne riječi
sklopni gubici; meko sklapanje; mjerenje gubitaka; pretvaraĉ s mekim sklapanjem
(switching losses; soft-switching; loss measurement; soft-switching converter)

Sažetak
Analizirane su mogućnosti za smanjenje teţine postojećeg pretvaraĉa s tvrdim sklapanjem za pomoćna napajanja tramvaja. Prijelaz na meko sklapanje je osnova za smanjenje teţine. RazraĊena je metoda mjerenja energija sklapanja. IzraĊen je jedan mjerni sklop za mjerenje sklopnih valnih oblika za sva ĉetiri tipa mekog sklapanja. Identificirani su uzroci mjerne nesigurnosti. Pomoću predloţene metode izmjerene su energije sklapanja IGBT modula 1700 V, 200 A dva razliĉita proizvoĊaĉa i jednog IGBT modula 600 V, 200 A. Za sva ĉetiri tipa mekog sklapanja izmjerena je osnovna ovisnost o sklopnim naponima i sklopnim strujama uz sve kombinacije parametara kao što su temperatura silicija, otpor upravljaĉke elektrode, komutacijski kapacitet i induktivitet. Predloţen je list kataloških podataka sa svim relevantnim podacima o sklopnim energijama u mekom sklapanju. Mjerenjima je odreĊen utjecaj parazitnih induktiviteta i kapaciteta komutacijskih krugova na gubitke sklapanja. Sintetizirana je nova topologija silaznog istosmjernog pretvaraĉa s ĉetiri IGBT sklopke s mekim uklapanjem i mekim isklapanjem svih sklopki. Provedena je analiza rada istosmjernog pretvaraĉa i dobiveni su analitiĉki izrazi za odreĊivanje strujno-naponskih naprezanja poluvodiĉa. Gubici poluvodiĉa odreĊeni su temeljem provedenih mjerenja. Mjerenja na izraĊenom laboratorijskom modelu pretvaraĉa pokazala su vrlo dobro slaganje s raĉunskim valnim oblicima i s raĉunskim gubicima. Postignut je stupanj korisnog djelovanja od 97 %. Temeljem ovih rezultata projektiran je novi pretvaraĉ za pomoćna napajanja smanjene teţine u odnosu na postojeći pretvaraĉ s tvrdim sklapanjem. Teţina pretvaraĉa za pomoćna napajanja smanjena je s 430 kg na 260 kg. Od toga, udio dobiven zahvaljujući prijelazu na meko sklapanje iznosi 80 kg.

Izvorni jezik
Hrvatski

Znanstvena područja
Elektrotehnika

POVEZANOST RADA