|
|
Comparison and Optimization of DC/DC Power Conversion Topologies Using GaN FET Technology for High Efficiency and Power Density Power Converters
Šír, Michal ; Drábek,, Pavel (oponent) ; Lettl, Jiří (oponent) ; Vorel, Pavel (vedoucí práce)
Focus of this thesis is the analysis of the current state of GaN semiconductor technology in power electronics and its application on DC/DC converter, optimized for high efficiency and high power density with the intention to use it in server and telecom applications. The theoretical part analyzes problems and challenges related to novel GaN technology, such as gate driving for various internal structures, layout optimization for cooling of minimized surface mount packages without constraining parasitic elements affecting switching performance. Precise losses calculation for totem-pole power factor correction converter using novel GaN technology is included. Results and ideas resulting from theoretical analysis of various problems are applied in the design of prototype and verified by series of measurements, proving the benefits of novel technology and its potential to impact power electronics applications around us. Deep description of current measurement technique with high bandwidth, control loop operation and its implementation in digital signal processor is included.
|
|
|
Algoritmy monitorování a diagnostiky pohonů se synchronními motory
Otava, Lukáš ; Glasberger, Tomáš (oponent) ; Lettl, Jiří (oponent) ; Václavek, Pavel (vedoucí práce)
Pohony se synchronními motory s permanentními magnety jsou stále častěji využívány v široké oblasti aplikací. Tyto pohony však trpí nežádoucími poruchami. Disertační práce se proto zaměřuje na poruchu vinutí třífázového motoru a na poruchy senzorů regulační smyčky pohonu. Práce prezentuje model synchronního motoru s poruchou typu mezizávitový zkrat jedné fáze. Je provedena analýza průběhu elektrických a mechanických veličin motoru během působení poruchy. Model byl verifikován pomocí měření na testovací platformě průmyslového synchronního motoru s emulovanou poruchou. Následující část práce shrnuje algoritmy pro detekci mezizávitového zkratu uvnitř jednoho fázového vinutí. Nejprve jsou ověřeny konvenční metody pracující na základě analýz statorového napětí a rezidua statorových proudů. Následují tři autorem vytvořené algoritmy detekce poruchy, které využívají rozšířený Kalmanův filtr společně s modifikovaným modelem motoru. Je popsána implementace algoritmů na mikrokontroléru a jsou vyhodnoceny experimentální výsledky detekce poruchy vinutí s emulovanou poruchou za různých situací. Algoritmy ověření funkce senzorů regulační smyčky PMSM motoru, popsané dále, doplňují detekci poruchy vinutí. Poslední kapitola spojuje algoritmy detekce poruchy vinutí a detekce poruchy senzorů, a tím vytváří celkový diagnostický algoritmus poruchy pohonu.
|
|
|
HIGH POWER-EFFICIENT SENSORLESS CONTROL OF SYNCHRONOUS RELUCTANCE MOTOR
Mynář, Zbyněk ; Talla,, Jakub (oponent) ; Lettl, Jiří (oponent) ; Václavek, Pavel (vedoucí práce)
Synchronous reluctance motors are becoming a more and more popular alternative to the AC induction machine for their relatively high power efficiency, low cost, and high robustness. Full utilization of benefits of sensorless control and high power efficiency are being complicated by non-linearities of the motor, especially magnetic saturation. The beginning of this work is dedicated to an inference of the mathematical-physical model of SynRM and an overview of existing state-of-the-art sensorless power-optimal algorithms. The core of this work is then the introduction of the SynRM state and parameter estimator, which is based on a new approach to measurement and utilization of phase reluctances. The key elements of the algorithm are a new methodology for measuring phase reluctances, a PWM switching scheme that allows to reduce switching losses and to measure phase reluctances from zero speed, and finally the integration of these measurements with the SynRM mathematical model using extended Kalman filter. The experimental part of the thesis then discusses the real measurement results obtained with the proposed algorithms and several selected state-of-the-art algorithms.
|
|
|
Comparison and Optimization of DC/DC Power Conversion Topologies Using GaN FET Technology for High Efficiency and Power Density Power Converters
Šír, Michal ; Drábek,, Pavel (oponent) ; Lettl, Jiří (oponent) ; Vorel, Pavel (vedoucí práce)
Focus of this thesis is the analysis of the current state of GaN semiconductor technology in power electronics and its application on DC/DC converter, optimized for high efficiency and high power density with the intention to use it in server and telecom applications. The theoretical part analyzes problems and challenges related to novel GaN technology, such as gate driving for various internal structures, layout optimization for cooling of minimized surface mount packages without constraining parasitic elements affecting switching performance. Precise losses calculation for totem-pole power factor correction converter using novel GaN technology is included. Results and ideas resulting from theoretical analysis of various problems are applied in the design of prototype and verified by series of measurements, proving the benefits of novel technology and its potential to impact power electronics applications around us. Deep description of current measurement technique with high bandwidth, control loop operation and its implementation in digital signal processor is included.
|
|
|
Algoritmy monitorování a diagnostiky pohonů se synchronními motory
Otava, Lukáš ; Glasberger, Tomáš (oponent) ; Lettl, Jiří (oponent) ; Václavek, Pavel (vedoucí práce)
Pohony se synchronními motory s permanentními magnety jsou stále častěji využívány v široké oblasti aplikací. Tyto pohony však trpí nežádoucími poruchami. Disertační práce se proto zaměřuje na poruchu vinutí třífázového motoru a na poruchy senzorů regulační smyčky pohonu. Práce prezentuje model synchronního motoru s poruchou typu mezizávitový zkrat jedné fáze. Je provedena analýza průběhu elektrických a mechanických veličin motoru během působení poruchy. Model byl verifikován pomocí měření na testovací platformě průmyslového synchronního motoru s emulovanou poruchou. Následující část práce shrnuje algoritmy pro detekci mezizávitového zkratu uvnitř jednoho fázového vinutí. Nejprve jsou ověřeny konvenční metody pracující na základě analýz statorového napětí a rezidua statorových proudů. Následují tři autorem vytvořené algoritmy detekce poruchy, které využívají rozšířený Kalmanův filtr společně s modifikovaným modelem motoru. Je popsána implementace algoritmů na mikrokontroléru a jsou vyhodnoceny experimentální výsledky detekce poruchy vinutí s emulovanou poruchou za různých situací. Algoritmy ověření funkce senzorů regulační smyčky PMSM motoru, popsané dále, doplňují detekci poruchy vinutí. Poslední kapitola spojuje algoritmy detekce poruchy vinutí a detekce poruchy senzorů, a tím vytváří celkový diagnostický algoritmus poruchy pohonu.
|
|
| |
|
|
Zkušenosti s realizací pohonu asynchronním motorem napájeným z maticového měniče
Lettl, Jiří ; Bednář, M.
Příspěvek se zabývá elektrickým pohonem s asynchronním strojem napájeným z maticového měniče. Zvláštní pozornost je věnována návrhu modulační strategie pro maticový měnič. Řídicí systém pohonu se skládá ze dvou počítačů typu PC. Jeden slouží pouze k monitorovacím účelům, druhý je vybaven kartou, která tvoří rozhraní mezi řídicí a výkonovou částí měniče a pracuje v reálném čase. Použití v současnosti běžných algoritmů řízení umožňuje dosáhnout prakticky sinusových průběhů vstupních i výstupních proudů s minimálním obsahem vyšších harmonických složek a současně je možné řídit fázový posun mezi vstupním napětím a proudem.
|
|
|
Strategie šířkově pulzní modulace pro maticový měnič
Lettl, Jiří ; Flígl, S.
Příspěvek se zabývá návrhem šířkově pulsní modulace pro maticový měnič s důrazem na úroveň elektromagnetické kompatibility. Většina současných modulačních strategií poskytuje prakticky sinusové průběhy vstupních a výstupních proudů se zanedbatelným obsahem vyšších harmonických a umožňuje řídit vstupní fázový posuv. Pro realizované experimentální měřící pracoviště byl vyvinut speciální digitální řídicí systém, který umožňuje dosáhnout vysoký výpočetní výkon a značnou variabilitu řízení a regulace.
|
|
| |
|
| |
host ::
