Reliability-oriented ripple minimization using artificial neural networks in power converter systems
Tezin Türü: Doktora
Tezin Yürütüldüğü Kurum: Orta Doğu Teknik Üniversitesi, Mühendislik Fakültesi, Elektrik Ve Elektronik Mühendisliği Bölümü, Türkiye
Tezin Onay Tarihi: 2024
Tezin Dili: İngilizce
Öğrenci: ÖZTÜRK ŞAHİN ALEMDAR
Danışman: Ozan Keysan
Özet:Devre bileşenlerinin üzerindeki termal stresleri azaltarak bu bileşenlerin çalışma ömürlerini uzatmak güç dönüştürücü sistemlerinin güvenilirliğini artırmak için etkili bir stratejidir. Kapasitörler, bir güç dönüştürücünün toplam güvenilirliğini sınırlayan ana bileşenlerden biridir. Bir kapasitörün ömrünü sınırlayan birincil parametre, kapasitörden geçen dalgalanma akımının miktarıyla doğrudan ilişkili olan en sıcak nokta sıcaklığıdır. Faz kaydırmalı paralelleme tekniği, paralel güç çevrim bloklarına sahip güç dönüştürücülerinde ortak giriş/çıkış kapasitörlerinin akım dalgalanmasını en aza indirebilir. Faz kaydırmalı paralelleme, çok girişli, tek çıkışlı, tek girişli, çok çıkışlı ve kademeli güç dönüştürücü sistemlerinde de ortak kapasitörlerin akım dalgalanmasını en aza indirmek için kullanılabilir. Bu sistemlerde, dönüştürücü hücreleri farklı giriş/ çıkış gerilimi veya yükü gibi asimetrik koşullar altında çalıştırıldığında, minimum dalgalanmalı operasyonu sağlayan optimum faz kaymasını belirlemek basit değildir. Bu çalışma, Yapay Sinir Ağları'na (YSA) dayalı ortak kapasitörleri minimum dalgalanma ile çalıştırmak için gereken optimum faz kayması değerlerini sağlayan aktif bir dalgalanma en aza indirme yöntemi önermektedir. Önerilen yöntem, kapasitörlerdeki termal stresleri azaltmak ve böylece kapasitörlerin kullanım ömrünü uzatmak için ilave aktif bir kontrol yöntemi olarak kullanılabilir. Önerilen yöntem ilk olarak asimetrik faz kaydırmalı paralellenmiş iki hücreli bir Boost dönüştürücüsünde deneysel olarak doğrulanmıştır. Daha sonra, kapasitör ömrünü uzatmak amacıyla iki ve üç hücreli üç seviyeli (3L) Boost dönüştürücülerine uygulanmıştır. Önerilen yöntem, kapasitörler üzerindeki termal stresi azaltarak güvenilirlik metriklerini arttırma amacıyla aktif bir kontrol yöntemi olarak çok girişli, tek çıkışlı, tek girişli, çok çıkışlı ve kademeli güç dönüştürücü sistemlerinde kullanılabilir.