Dc-link capacitor sizing of three-level neutral point clamped voltage source inverters for variable speed drives

Üç seviyeli nötr nokta bağlantılı gerilim kaynağı evirici topolojisinin, güç anahtarı seçimindeki esneklik nedeniyle yüksek doğru akım bağlantı gerilimine ve yüksek anahtarlama frekansına sahip elektrikli araçlarda avantajlı olması beklenmektedir. Bununla birlikte, bu topolojinin verimli çalışmasını sağlamak için nötr noktadaki potansiyel salınımları incelenmelidir. Yüksek hacimli bir doğru akım bağlantı sığacı, elektrikli araçlar için uygun bir seçenek değildir; bu nedenle, doğru akım bağlantı sığacının, çekiş sistemi özellikleri dikkate alınarak, olabildiğince küçük boyutlandırılması önemli bir tasarım adımıdır. Bu tez, darbe genişlik modülasyonu yöntemlerinin, üç seviyeli nötr nokta bağlantılı gerilim kaynağı eviricisinin doğru akım bağlantı sığacı boyutu üzerindeki etkilerini araştırmaktadır. Çalışma dahilinde üçü aktif nötr nokta potansiyel kontrolüne sahip olmak üzere, toplam beş darbe genişliği modülasyon yönteminin, çeşitli çalışma koşullarında nötr nokta potansiyeli salınım performansları karşılaştırılmaktadır. Cer motorunun evirici üzerindeki etkileri göz önünde bulundurularak, referans bir motor için her bir darbe genişlik modülasyon yönteminin en kötü nötr nokta potansiyel salınım durumu tespit edilmiştir. Nötr nokta potansiyel dalgalanmasının en kötü çalışma koşulu altında istenen sınırlar altında tutulması için her darbe genişlik modülasyon yöntemi için doğru akım bağlantı sığacının boyutu belirlenmiştir. Modülasyon tekniğinin ve elektrik makinesi özelliklerinin sığaç boyutu üzerinde etkili olduğu gösterilmiştir. Sonuçların deneysel olarak doğrulanması için 1 kVA güç seviyesine sahip prototip üç seviyeli nötr nokta bağlantılı evirici tasarlanmıştır. Deneysel doğrulamalar başarılı bir şekilde tamamlanmıştır. Çalışma sonucunda, taşıyıcı sinyal tabanlı darbe genişlik modülasyon yönteminin, diğer yöntemlerden çok daha küçük sığaçlar gerektirdiği gözlemlenmiştir; ancak, bu yöntemin anahtarlama kayıpları üzerindeki olumsuz etkileri göze çapmaktadır.