Smanjenje mase pretvarača za pomoćna napajanja na tračničkim vozilima primjenom mekog sklapanja

doctoral thesis

• Title (english): Mass reduction of auxiliary power supply converters for railway applications by soft-switching
• Author: Neven Čobanov
• Mentor: Željko Jakopović (mentor)
• Committee member: Viktor Šunde (predsjednik povjerenstva)
• Committee member: Damir Ilić (član povjerenstva)
• Committee member: Denis Pelin (član povjerenstva)
• Granter: University of Zagreb; Faculty of Electrical Engineering and Computing; (Department of Electric Machines, Drives and Automation); Zagreb
• Defense date and country: 2012-07-17, Croatia
• Scientific / art field, discipline and subdiscipline: TECHNICAL SCIENCES; Electrical Engineering
• Universal decimal classification (UDC): 621.3 - Electrical engineering

Abstract

Analizirane su mogućnosti za smanjenje težine postojećeg pretvarača s tvrdim sklapanjem za pomoćna napajanja tramvaja. Prijelaz na meko sklapanje je osnova za smanjenje težine. Razrađena je metoda mjerenja energija sklapanja. Identificirani su uzroci mjerne nesigurnosti. Pomoću predložene metode izmjerene su energije sklapanja IGBT modula različitih proizvođača. Mjerenjima je određen utjecaj parazitnih induktiviteta i kapaciteta komutacijskih krugova na gubitke sklapanja. Sintetizirana je nova topologija silaznog istosmjernog pretvarača s mekim uklapanjem i mekim isklapanjem svih sklopki pogodna za primjenu na tramvaju. Provedena je analiza rada istosmjernog pretvarača i dobiveni su analitički izrazi za određivanje strujno-naponskih naprezanja poluvodiča. Gubici poluvodiča određeni su temeljem provedenih mjerenja. Mjerenja na izrađenom laboratorijskom modelu pretvarača pokazala su vrlo dobro slaganje s računskim valnim oblicima i s računskim gubicima. Postignut je stupanj korisnog djelovanja od 97 %. Temeljem ovih rezultata projektiran je novi pretvarač za pomoćna napajanja smanjene težine u odnosu na postojeći pretvarač s tvrdim sklapanjem.

Abstract (english)

Possibilities towards mass reduction for a particular hard-switched converter for tram auxiliary supply were analyzed. It has been concluded that the first and main activity is a transition to soft switching. A measuring circuit is built for measuring switching energies for all types of soft-switching. With the new measuring circuit switching losses of IGBTs of different producers were measured. The influence of parasitics on the losses were investigated and measured. A new buck topology with soft turn-on and soft turn-off for all switches suitable for tram auxiliary supply converter is proposed. Current and voltage waveforms were analytically derived. Semiconductor losses were calculated on the base of performed measurements of switching energies. A buck converter prototype is built. Measured losses were in good agreement with calculated ones. Efficiency of 97 % with 1700 V IGBTs at 20 kHz has been reached. Based on above results, an auxiliary soft-switched tram converter with reduced mass is designed.

• Keywords: sklopni gubici; meko sklapanje; mjerenje gubitaka; pretvarač s mekim sklapanjem
• Keywords (english): witching losses; soft-switching; loss measurement; soft-switching converter
• Language: croatian
• URN:NBN: urn:nbn:hr:168:749786
• Project: Number: 036-0362978-2314; Title: Pretvarači povećane djelotvornosti u sučelju obnovljivih izvora i mreže; Leader: Željko Jakopović; Jurisdiction: Croatia; Funder: MZOS; Funding stream: ZP
• Study programme: Title: Doctoral study programme "Electrical Engineering and Computing"; Study programme type: university; Study level: postgraduate; Academic / professional title: doktor/doktorica znanosti, po-dručje tehničkih znanosti (doktor/doktorica znanosti, po-dručje tehničkih znanosti)
• Catalog URL: http://lib.fer.hr/cgi-bin/koha/opac-detail.pl?biblionumber=39955
• Type of resource: Text
• Extent: 193 str ; 30 cm
• File origin: Born digital
• Access conditions: Closed access
• Created on: 2019-07-22 07:58:59