Naslov
Kompenzacija mrtvoga vremena i napona vođenja tranzistora i dioda kod diodno pritegnutoga trorazinskoga izmjenjivača
(Compensation od dead time and conduction voltage of transistors and diodes in a three level neutral point clamped inverter)

Autori
Mrčela, Ivan

Vrsta, podvrsta i kategorija rada
Ocjenski radovi, doktorska disertacija

Fakultet
Fakultet elektrotehnike i računarstva

Mjesto
Zagreb

Datum
29.04

Godina
2015

Stranica
225

Mentor
Šunde, Viktor

Neposredni voditelj
Šunde, Viktor

Ključne riječi
diodno pritegnuti trorazinski pretvarač; mrtvo vrijeme; naponi vođenja poluvodičkih ventila; analitički proračun spektra; kompenzacija
(three level neutral point clamped converter; dead time; semiconductor voltage drops; analytical spectrum analysis; compensation)

Sažetak
Mrtvo vrijeme i naponi vođenja su neizbježni u radu pretvarača s modulacijom širine impulsa. Obje pojave utječu na spektar izlaznog napona učinskih pretvarača: naponi vođenja poluvodičkih ventila mogu uzrokovati istosmjernu komponentu napona, dok mrtvo vrijeme smanjuje amplitudu osnovnog harmonika te povećava harmoničko izobličenje izlaznog napona. Utjecaj obje veličine je ovisan o njihovi iznosima, dok je utjecaj mrtvog vremena ovisan i o sklopnoj frekvenciji. Kako bi bilo moguće kompenzirati utjecaj mrtvog vremena i napona vođenja tranzistora i dioda, potrebno je izračunati njihov utjecaj na spektar izlaznog napona pretvarača. Proračun utjecaja mrtvog vremena i napona vođenja na spektar izlaznog napona postojećim metodama je složen, poglavito za diskontinuirane modulacijske signale, kakav je modulacijski signal višerazinskih pretvarača. Postojeće metode predlažu aproksimaciju utjecaja mrtvog vremena na osnovni harmonik, što je nedostatno prilikom proračuna utjecaja na više harmonike. Stoga je osmišljena nova metoda proračuna spektra izlaznog napona pretvarača, koja uključuje utjecaj mrtvog vremena i napona vođenja i proračunati njihove utjecaje. Temeljem rezultata analize je predložen, provjeren i implementiran algoritam kompenzacije utjecaja mrtvog vremena i napona vođenja na izlazni napon pretvarača. Predložena metoda je provjerena na simulacijskom modelu, te implementirana na laboratorijskom modelu diodno pritegnutog trorazinskog pretvarača. Predložena je metoda proračuna spektra, valjana za proizvoljni valni oblik modulacijskog signala i signala nosioca. Analitičkim proračunom je pokazano na koji način mrtvo vrijeme i naponi vođenja utječu na spektar izlaznog napona. Temeljem rezultata proračuna je predložena metoda kompenzacije utjecaja mrtvog vremena i napona vođenja na osnovni harmonik napona. Predložena metoda je potvrđena simulacijskim eksperimentom. Implementirana je na laboratorijskom modelu te ispitana i potvrđena za niske iznose amplitudnog indeksa modulacije i velike iznose trajanja mrtvog vremena, što predstavlja najteže uvjete kompenzacije. Predložena metoda kompenzacije je ispitana simulacijskim eksperimentom te mjerenjima na laboratorijskom modelu za dva valna oblika modulacijskog signala, tri sklopne frekvencije te pet iznosa trajanja mrtvog vremena. Eksperimentalni rezultati su potvrdili kako predložena metoda kompenzacije smanjuje utjecaj mrtvoga vremena i napona vođenja poluvodičkih ventila za sve zadane sklopne frekvencije i sva zadana trajanja mrtvog vremena.

Izvorni jezik
Hrvatski

Znanstvena područja
Elektrotehnika

POVEZANOST RADA