Tasasähkönjakeluverkon vaihtosuuntaajan pulssintiheysmoduloidun pääteasteen ja prototyypin toteutus

Abstract

Työssä esiteltävä laite on osa DC-AC hakkuria, jolla muodostetaan 750 V tasajännitteestä yksivaiheista (230 VRMS, 50 Hz) galvaanisesti erotettua verkkojännitettä. Tasajännite muunnetaan resonanssikonvertterilla korkeataajuiseksi vaihtojännitteeksi, joka johdetaan erotusmuuntajaan. Galvaanisen erotuksen jälkeen korkeataajuisesta vaihtojännitteestä muodostetaan suoraan verkkotaajuista vaihtojännitettä työssä esiteltävällä syklokonvertterilla. Suunnittelussa on pyritty minimoimaan häviöt mahdollisimman tarkkaan, jotta laite olisi kilpailukykyinen ei-galvaanisesti erottavien konverttereiden kanssa. Tämä on toteutettu käyttämällä mahdollisimman vähän komponentteja virran kulkureitillä sekä soveltamalla pehmeää kytkentää kaikissa tilanteissa. Lopuksi esitellään prototyyppi, jonka tarkoitus oli selvittää laitteen toiminta ja ongelmakohdat käytännössä.

The device presented in this thesis is a part of a DC-AC converter, which is used to transform 750 VDC to a single phase (230 VRMS, 50 Hz) mains voltage with galvanic isolation. The DC voltage is converted to high frequency AC voltage using a resonance converter and fed to an isolation transformer. After galvanic separation, the HFAC voltage is converted to mains voltage using a cycloconverter presented in this thesis. The design is aimed to minimize losses, so the device would be competitive with nonseparating converters. This is done by minimizing the amount of components on the current path and by using soft switching in all cases. Finally, a prototype is introduced, which was build to see the real functioning and problems of the design.