Μελέτη και κατασκευή αντιστροφέα τάσης πολλαπλών επιπέδων
Η παρούσα διπλωματική εργασία πραγματεύεται τη μελέτη και κατασκευή της πειραματικής διάταξης ενός μονοφασικού πολυεπίπεδου αντιστροφέα τύπου Cascade (Cascaded H-bridge). Η εργασία αυτή εκπονήθηκε στο Εργαστήριο Ηλεκτρομηχανικής Μετατροπής Ενέργειας του Τμήματος Ηλεκτρολόγων Μηχανικών και Τεχνολογία...
| Κύριος συγγραφέας: | |
|---|---|
| Άλλοι συγγραφείς: | |
| Μορφή: | Thesis |
| Γλώσσα: | Greek |
| Έκδοση: |
2017
|
| Θέματα: | |
| Διαθέσιμο Online: | http://hdl.handle.net/10889/10079 |
| id |
nemertes-10889-10079 |
|---|---|
| record_format |
dspace |
| spelling |
nemertes-10889-100792022-09-05T14:09:59Z Μελέτη και κατασκευή αντιστροφέα τάσης πολλαπλών επιπέδων Study and construction of multilevel inverter Μαρούλης, Γεράσιμος Τατάκης, Εμμανουήλ Μητρονίκας, Επαμεινώνδας Maroulis, Gerasimos Πολυεπίπεδοι αντιστροφείς τάσης Multilevel voltage inverters Cascaded H-bridge 621.312 Η παρούσα διπλωματική εργασία πραγματεύεται τη μελέτη και κατασκευή της πειραματικής διάταξης ενός μονοφασικού πολυεπίπεδου αντιστροφέα τύπου Cascade (Cascaded H-bridge). Η εργασία αυτή εκπονήθηκε στο Εργαστήριο Ηλεκτρομηχανικής Μετατροπής Ενέργειας του Τμήματος Ηλεκτρολόγων Μηχανικών και Τεχνολογίας Υπολογιστών της Πολυτεχνικής Σχολής του Πανεπιστημίου Πατρών. Σκοπός της παρούσας διπλωματικής είναι η εις βάθος μελέτη των πολυεπίπεδων αντιστροφέων και η ανάλυση των δυνατοτήτων τους. Οι τοπολογίες αυτές, οι οποίες μετατρέπουν τη συνεχή τάση σε εναλλασσόμενη, παρουσιάζουν ιδιαίτερο τεχνολογικό ενδιαφέρον και χρησιμοποιούνται ευρύτατα στο σύγχρονο βιομηχανικό κόσμο. Για αυτό το λόγο και επιλέχθηκαν να μελετηθούν στα πλαίσια αυτής διπλωματικής. Αρχικά, έγινε παρουσίαση των κυριότερων τοπολογιών. Μελετήθηκαν τα μειονεκτήματα και τα πλεονεκτήματα τους, ενώ έγινε και αναφορά στις εφαρμογές στις οποίες χρησιμοποιούνται. Η παραπάνω ανάλυση πραγματοποιήθηκε τόσο για μονοφασική όσο και για τριφασική λειτουργία και υπό διαφορετικά φορτία μέσω προσομοιώσεων στο πρόγραμμα Matlab/Simulink. Στη συνέχεια, γίνεται επιλογή μίας από τις παραπάνω τοπολογίες ώστε αυτή να κατασκευαστεί. Βασιζόμενοι στα συμπεράσματα που εξήχθησαν από την παραπάνω ανάλυση επιλέχθηκε να κατασκευαστεί ένας αντιστροφέας πέντε επιπέδων Cascaded H-bridge. Το επόμενο βήμα, ήταν η σχεδίαση του προαναφερθέντος αντιστροφέα. Για τη παλμοδότηση του συστήματος επιλέχθηκε ο μικροελεγκτής dsPIC30F2020 της εταιρείας Microchip. Η σχεδίαση των πλακετών έγινε μέσω του λογισμικού KiCad, ενώ η δημιουργία των προγραμμάτων παλμοδότησης μέσω του λογισμικού MPLAB X IDE. Τέλος, κατασκευάστηκε η προαναφερθείσα πειραματική διάταξη εντός του εργαστηρίου. Μετά τη κατασκευή πραγματοποιήθηκε μία σειρά πειραμάτων υπό ωμικό και ωμικό-επαγωγικό φορτίο, ώστε να διαπιστωθεί και να επιβεβαιωθεί η θεωρητική ανάλυση. This diploma thesis focuses on the analysis and the construction of a Cascaded H-Bridge multilevel inverter. The project was based in the Laboratory of Electromechanical Energy Conversion of the department of Electrical and Computer Engineering of School Engineering of University of Patras. The purpose of this thesis is the study of multilevel inverters and the analysis of their capabilities. These topologies which are able to convert direct current into alternative current are broadly used in modern industrial applications. Therefore, multilevel inverters were selected to be studied in this thesis. The first stage of this work is the presentation of the most important topologies, along with the advantages and disadvantages of each topology. Also, several industrial applications of each topology are explored. This analysis was accomplished for both single phase and three phase converters, under different types of loads through simulations in Matlab/Simulink software. Furthermore, one of these topologies is chosen to be implemented. This choice was based on conclusions extracted from our study. In particular, we decided to implement a 5 level Cascaded H-Bridge. The next step was the design of the specific multilevel inverter. The microcontroller dsPIC30F2020 of Microchip was used for the pulsation of the semiconductor elements. KiCad software was used to design the PCBs, while MPLAB X IDE software was used to program the microcontroller. Finally, a series of experiments took place both with resistive and resistive-inductive load, in order to verify the aforementioned theoretical analysis. 2017-02-10T11:31:42Z 2017-02-10T11:31:42Z 2016-10 Thesis http://hdl.handle.net/10889/10079 gr 0 application/pdf |
| institution |
UPatras |
| collection |
Nemertes |
| language |
Greek |
| topic |
Πολυεπίπεδοι αντιστροφείς τάσης Multilevel voltage inverters Cascaded H-bridge 621.312 |
| spellingShingle |
Πολυεπίπεδοι αντιστροφείς τάσης Multilevel voltage inverters Cascaded H-bridge 621.312 Μαρούλης, Γεράσιμος Μελέτη και κατασκευή αντιστροφέα τάσης πολλαπλών επιπέδων |
| description |
Η παρούσα διπλωματική εργασία πραγματεύεται τη μελέτη και κατασκευή της πειραματικής διάταξης ενός μονοφασικού πολυεπίπεδου αντιστροφέα τύπου Cascade (Cascaded H-bridge). Η εργασία αυτή εκπονήθηκε στο Εργαστήριο Ηλεκτρομηχανικής Μετατροπής Ενέργειας του Τμήματος Ηλεκτρολόγων Μηχανικών και Τεχνολογίας Υπολογιστών της Πολυτεχνικής Σχολής του Πανεπιστημίου Πατρών.
Σκοπός της παρούσας διπλωματικής είναι η εις βάθος μελέτη των πολυεπίπεδων αντιστροφέων και η ανάλυση των δυνατοτήτων τους. Οι τοπολογίες αυτές, οι οποίες μετατρέπουν τη συνεχή τάση σε εναλλασσόμενη, παρουσιάζουν ιδιαίτερο τεχνολογικό ενδιαφέρον και χρησιμοποιούνται ευρύτατα στο σύγχρονο βιομηχανικό κόσμο. Για αυτό το λόγο και επιλέχθηκαν να μελετηθούν στα πλαίσια αυτής διπλωματικής.
Αρχικά, έγινε παρουσίαση των κυριότερων τοπολογιών. Μελετήθηκαν τα μειονεκτήματα και τα πλεονεκτήματα τους, ενώ έγινε και αναφορά στις εφαρμογές στις οποίες χρησιμοποιούνται. Η παραπάνω ανάλυση πραγματοποιήθηκε τόσο για μονοφασική όσο και για τριφασική λειτουργία και υπό διαφορετικά φορτία μέσω προσομοιώσεων στο πρόγραμμα Matlab/Simulink.
Στη συνέχεια, γίνεται επιλογή μίας από τις παραπάνω τοπολογίες ώστε αυτή να κατασκευαστεί. Βασιζόμενοι στα συμπεράσματα που εξήχθησαν από την παραπάνω ανάλυση επιλέχθηκε να κατασκευαστεί ένας αντιστροφέας πέντε επιπέδων Cascaded H-bridge.
Το επόμενο βήμα, ήταν η σχεδίαση του προαναφερθέντος αντιστροφέα. Για τη παλμοδότηση του συστήματος επιλέχθηκε ο μικροελεγκτής dsPIC30F2020 της εταιρείας Microchip. Η σχεδίαση των πλακετών έγινε μέσω του λογισμικού KiCad, ενώ η δημιουργία των προγραμμάτων παλμοδότησης μέσω του λογισμικού MPLAB X IDE.
Τέλος, κατασκευάστηκε η προαναφερθείσα πειραματική διάταξη εντός του εργαστηρίου. Μετά τη κατασκευή πραγματοποιήθηκε μία σειρά πειραμάτων υπό ωμικό και ωμικό-επαγωγικό φορτίο, ώστε να διαπιστωθεί και να επιβεβαιωθεί η θεωρητική ανάλυση. |
| author2 |
Τατάκης, Εμμανουήλ |
| author_facet |
Τατάκης, Εμμανουήλ Μαρούλης, Γεράσιμος |
| format |
Thesis |
| author |
Μαρούλης, Γεράσιμος |
| author_sort |
Μαρούλης, Γεράσιμος |
| title |
Μελέτη και κατασκευή αντιστροφέα τάσης πολλαπλών επιπέδων |
| title_short |
Μελέτη και κατασκευή αντιστροφέα τάσης πολλαπλών επιπέδων |
| title_full |
Μελέτη και κατασκευή αντιστροφέα τάσης πολλαπλών επιπέδων |
| title_fullStr |
Μελέτη και κατασκευή αντιστροφέα τάσης πολλαπλών επιπέδων |
| title_full_unstemmed |
Μελέτη και κατασκευή αντιστροφέα τάσης πολλαπλών επιπέδων |
| title_sort |
μελέτη και κατασκευή αντιστροφέα τάσης πολλαπλών επιπέδων |
| publishDate |
2017 |
| url |
http://hdl.handle.net/10889/10079 |
| work_keys_str_mv |
AT maroulēsgerasimos meletēkaikataskeuēantistropheatasēspollaplōnepipedōn AT maroulēsgerasimos studyandconstructionofmultilevelinverter |
| _version_ |
1771297247079694336 |
