Tasasähkönjakeluverkon asiakaspäätelaitteen galvaanisen erotuksen toteuttaminen
Takala, Jani (2012)
Julkaisun pysyvä osoite on
https://urn.fi/URN:NBN:fi-fe201208216324
https://urn.fi/URN:NBN:fi-fe201208216324
Tiivistelmä
Tässä työssä tutkitaan LLC resonanssipiirin soveltuvuutta galvaanisen erotuksen toteuttamiseen tasasähkönjakeluverkon asiakaspäätelaitteessa. Tarkastellaan resonanssipiirin ominaisuuksia ja aikaisempia käyttökohteita. Tutkitaan piirin soveltuvuutta vaihtosähkö sovellukseen ja esitellään piirin toimintaa, häviöitä ja ohjausta. Esitellään pulssin leveys moduloitu (PWM) ja pulssin tiheys moduloitu (PDM) invertteri sovellukset ja näiden toimintaa. Esitetään vielä parannusehdotuksia ja kytkentäkuvio kytkennän ominaisuuksien ja hyö-tysuhteen parantamiseksi.
Tutkimuksessa selvisi, että suora PDM topologia ei sovellu tähän käyttötarkoitukseen suuren suodin induktanssin vuoksi. PWM invertteri topologia jännitteen tasasuuntauksella taas sopii sovellukseen ja tällä rakenteella on mahdollista tehdä galvaaninen erotus hyvinkin hyvällä hyötysuhteella. Pehmeän kytkennän aiheuttamien häviöiden tarkka määrittely simulointimallista on parhaimmillaankin vain suuntaa-antava, mutta tulokset olivat mielestäni oikein positiivisia. LLC resonanssipiirin toimintaa tutkittiin vain resonanssitaajuudella kytkettäessä, jolloin sen jännitevahvistusominaisuuksien hyödyntäminen jää tarkastelun ulko-puolelle. This Master’s thesis focuses on the galvanic isolation in a single phase customer-end inverter system for the DC distribution network. LLC resonance inverter system applicability, control, efficiency and faulty control are discussed.
Inverter presented is designed to convert power of 1 to 10 kVA from 750 VDC to mains voltage 230 V ~ 50 Hz. Two different topologies are presented: Pulse Width Modulated (PWM) system and Pulse Density Modulated (PDM) system. LLC resonance circuit is operated at resonance frequency and its voltage gain control is not discussed in detail in this thesis.
Tutkimuksessa selvisi, että suora PDM topologia ei sovellu tähän käyttötarkoitukseen suuren suodin induktanssin vuoksi. PWM invertteri topologia jännitteen tasasuuntauksella taas sopii sovellukseen ja tällä rakenteella on mahdollista tehdä galvaaninen erotus hyvinkin hyvällä hyötysuhteella. Pehmeän kytkennän aiheuttamien häviöiden tarkka määrittely simulointimallista on parhaimmillaankin vain suuntaa-antava, mutta tulokset olivat mielestäni oikein positiivisia. LLC resonanssipiirin toimintaa tutkittiin vain resonanssitaajuudella kytkettäessä, jolloin sen jännitevahvistusominaisuuksien hyödyntäminen jää tarkastelun ulko-puolelle.
Inverter presented is designed to convert power of 1 to 10 kVA from 750 VDC to mains voltage 230 V ~ 50 Hz. Two different topologies are presented: Pulse Width Modulated (PWM) system and Pulse Density Modulated (PDM) system. LLC resonance circuit is operated at resonance frequency and its voltage gain control is not discussed in detail in this thesis.