Choosing a three-phase converter topology for low-power applications based on subjective selection criteria

Abstract

Selecting an ideal converter topology for a three-phase low-power bidirectional use can be a complex process due to the number of selection criteria, their weights, and the converter characteristics which they describe. In this research, multi-criteria decision making is utilized to make a preferential choice based on criteria weights derived from industry professionals for different product categories. The factors that need to be taken into account when selecting a topology are briefly explained and a literature review is conducted to find suitable active topologies for this process. For the power levels under consideration, 3-10 kW, and with the criteria weights given, it is observed that a minimal component count topology, implemented with silicon carbide-based semiconductors, is currently the preferred choice due to the cost, efficiency and reliability associated with a low component count and the semiconductor technology.

Kolmivaiheisen muuntimen valitseminen kaksisuuntaiseen käyttöön voi olla monimutkainen prosessi käytettävien valintakriteerien, näiden painotuksien sekä valintakriteerien kuvastamien muuntimen ominaisuuksien moninaisuuden takia. Tässä diplomityössä sovelletaan monikriteeristä päätöksentekoa valinnassa, joka pohjautuu teollisuuden ammattilaisilta saatuihin painotuskertoimiin erilaisille tuoteluokille. Muuntimen valinnassa huomioitavia seikkoja kuvataan lyhyesti ja kirjallisuustutkimuksen keinoin etsitään käyttöön soveltuvia aktiivisia topologioita. Tutkimuksen tehoalueelle, 3-10 kW, annetuilla painotuskertoimilla, päädytään lopputulokseen että lupaavin vaihtoehto on topologia, joka minimoi käytetyt komponentit, implementoituna piikarbidipohjaisilla puolijohteilla. Tämä yhdistelmä on luotettavuudeltaan, tehohäviöiltään ja hinnaltaan tällä hetkellä soveltuvin käyttötarkoitukseen.