Analysis and Comparison of Single- and Three-Phase Single Active Bridge Converters for Multi-kW Applications

Zusammenfassung

In wind turbines, there has been a trend in recent years towards greater output power with increasing efficiency requirements, while the installation space for the electrical components of the turbine continues to be reduced. This calls for low-loss power electronic converters with high volumetric as well as gravimetric power density, which can be built more compact and lighter at the higher power. In this work, the single-phase and three-phase single active bridge converters based on silicon carbide power semiconductors are investigated for application in future offshore wind turbines. The current and voltage waveforms are calculated analytically for each operating point. It was shown that for the considered application, the three-phase converter in delta-star transformer connection is superior to the single-phase converter in terms of power dissipation and total volume.

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Bibliographische Angaben

Copyrightjahr: 2023
ISBN-Online: 978-3-95900-829-7
Verlag: TEWISS, Garbsen
Reihe: Berichte aus dem IAL
Sprache: Deutsch
Seiten: 155
Produkttyp: Monographie

Inhaltsverzeichnis

KapitelSeiten

1. List of Symbols Kein Zugriff
1 Introduction Kein Zugriff Seiten 1 - 3
1. 2.1 Variable-Speed Generator Systems with Frequency Converter Kein Zugriff
2. 2.2 Wind Power Converters on System Level Kein Zugriff
3. 2.3 Modular Turbine AC/DC - DC/DC Converter Kein Zugriff
4. 2.4 Turbine AC/DC - DC/DC Converter Sub-module Kein Zugriff
1. 3.1 Modulation Kein Zugriff
2. 3.2 Analytical Investigation Kein Zugriff
3. 3.3 Validation by Simulation Kein Zugriff
1. 4.1 Modulation Kein Zugriff
2. 1. 4.2.1 Input Winding Configuration Kein Zugriff
  2. 4.2.2 Topology Dependent Voltage Gain Kein Zugriff
  3. 4.2.3 Magnetic Coupling Kein Zugriff
  4. 4.2.4 Modeling Considerations Kein Zugriff
3. 1. 4.3.1 Discontinuous Conduction Mode Kein Zugriff
  2. 4.3.2 Continuous-Discontinuous Conduction Mode Kein Zugriff
  3. 4.3.3 Continuous Conduction Modes Kein Zugriff
4. 4.4 Validation by Simulation Kein Zugriff
5. 4.5 Comparison Kein Zugriff
1. 1. 5.1.1 Power Losses Kein Zugriff
  2. 5.1.2 Thermal Modeling Kein Zugriff
  3. 5.1.3 Litz Wire Outer Diameter Kein Zugriff
2. 1. 5.2.1 Design Constraints Kein Zugriff
  2. 5.2.2 Design Methodology Kein Zugriff
3. 5.3 Output Inductance Kein Zugriff
4. 5.4 Sample Transformer Design Kein Zugriff
1. 6.1 Semiconductors Kein Zugriff
2. 6.2 Gate Driver Kein Zugriff
3. 6.3 Output Rectifier Kein Zugriff
4. 6.4 Input capacitors Kein Zugriff
5. 6.5 Transformer Kein Zugriff
6. 6.6 Measurements Kein Zugriff
1. 7.1 Modes of Operation for Comparison Kein Zugriff
2. 7.2 Transformer Kein Zugriff
3. 7.3 Input and Output Capacitors Kein Zugriff
4. 7.4 Output Inductance Kein Zugriff
5. 7.5 Semiconductor Devices Kein Zugriff
6. 7.6 Topology Comparison Kein Zugriff
1. 8.1 Summary Kein Zugriff
2. 8.2 Outlook Kein Zugriff
1. 1. A.1.1 Discontinuous Conduction Mode (DCM) Kein Zugriff
  2. A.1.2 Quasi-Continuous Conduction Mode (QCCM) Kein Zugriff
  3. A.1.3 Continuous Conduction Mode (CCM) Kein Zugriff
2. A.2 Dynamic characterization of 1700 V, 200 A SiC-MOSFETs Kein Zugriff
3. 1. A.3.1 Single-phase Transformer Kein Zugriff
  2. A.3.2 Three-phase Transformer Kein Zugriff
4. A.4 Operating modes of the 3PHS-SAB Kein Zugriff
5. A.5 Student Projects Kein Zugriff
Bibliography Kein Zugriff Seiten 147 - 155