Model aktivnog diodno pritegnutog trorazinskog izmjenjivača za simulaciju komutacija i kratkih spojeva

master's thesis

• Title (english): Model of three level active diode clamped inverter for simulation of commutations and short-circuit failures
• Author: David Horvat
• Mentor: Viktor Šunde (mentor)
• Committee member: Viktor Šunde (predsjednik povjerenstva)
• Committee member: Željko Jakopović (član povjerenstva)
• Committee member: Jadranko Matuško (član povjerenstva)
• Granter: University of Zagreb; Faculty of Electrical Engineering and Computing; Zagreb
• Defense date and country: 2017-07-13, Croatia
• Scientific / art field, discipline and subdiscipline: TECHNICAL SCIENCES; Electrical Engineering

Abstract

U uvodnom dijelu rada dan je pregled topologija trorazinskih izmjenjivača te njihove prednosti i mane. Za daljnju analizu izabran je ANPC trorazinski izmjenjivač čija topologija je razvijena u svrhu bolje raspodjele gubitaka na sklopkama. Postoji više vrsta modulacija za upravljanje sklopkama koje su simulirane u programu Plecs. Nakon provedenih simulacija grafički je prikazana raspodjela gubitaka po sklopkama za svaku modulaciju i zaključeno da PWM3 modulacija ima najravnomjerniju raspodjelu. Nakon analize jedne grane ANPC izmjenjivača sa stanovišta raspodjele gubitaka, promatrana su kvarna stanja praznog hoda i kratkog spoja na jednoj grani ANPC-a. U Plecs-u je napravljen model za simulaciju i ispitivanje kvarnih stanja na pojedinim sklopkama. Za detekciju i zaštitu IGBT-a od prekostruja i prenapona dan je pregled nekoliko različitih metoda. Simulacija zaštite od prenapona napravljena je pomoću modela također napravljenog u Plecs-u. Da bi se IGBT moduli u izmjenjivačima mogli upravljati i zaštititi od kvarnih stanja potrebni su pobudni sklopovi. U posebnom poglavlju opisan je rad pobudnih sklopova s ugrađenim zaštitama od kratkog spoja. Po uzoru na zaštite ugrađene u komercijale pobudne sklopove napravljena je simulacija detekcije i zaštite IGBT-a od kratkog spoja u programu Pspice.

Abstract (english)

Advantages and disadvantages of different three level inverter topologies are shown in the beginning of this paperwork. Three level ANPC inverter was chosen for further analysis because better and equal loss distribution on switching devices. There are different PWM modulation strategies for three level ANPC inverter and they are simulated in Plecs. Simulation results shown that PWM3 and PWM3-mod1 modulation strategies have the most evenly losses distribution on switching devices which can be seen on graphical diagram. After loss distribution analysis, device open-failure and short-circuit failure are investigated on the three level ANPC inverter topology. Simulation model for three level single phase ANPC inverter device failures is designed in Plecs. Few methods for overvoltage and overcurrent detection and protection are described after device failure chapter. Overvoltage protection is also simulated in Plecs. IGBT modules must be driven by hybrid IGBT drivers with short circuit protection. The special chapter describes the operation of IGBT drivers with built-in short-circuit protection. Simulation model for short-circuit detection and protection was designed in Pspice.

• Keywords: trorazinski izmjenjivač; ANPC izmjenjivač; kvarna stanja; kratki spoj; prazni hod; pobudni sklop
• Keywords (english): three level inverter; ANPC inverter; device failure; short-circuit fault; open-circuit fault; driver
• Language: croatian
• URN:NBN: urn:nbn:hr:168:396516
• Study programme: Title: Electrical Engineering and Information Technology; Study programme type: university; Study level: graduate; Academic / professional title: magistar/magistra inženjer/inženjerka elektrotehnike i informacijske tehnologije (magistar/magistra inženjer/inženjerka elektrotehnike i informacijske tehnologije)
• Type of resource: Text
• File origin: Born digital
• Access conditions: Closed access
• Created on: 2019-03-13 20:50:17