Vaihtosuuntaajan säteilevien häiriöiden vähentäminen aktiivisella hilaohjaimella

Simple item page
dc.contributorAalto-yliopistofi
dc.contributorAalto Universityen
dc.contributor.advisorSalmia, Teemu
dc.contributor.authorTaulanne, Mikko
dc.contributor.schoolSähkötekniikan korkeakoulufi
dc.contributor.supervisorKyyrä, Jorma
dc.date.accessioned2015-12-16T07:51:20Z
dc.date.available2015-12-16T07:51:20Z
dc.date.issued2015-12-14
dc.description.abstractVaihtosuuntaajan säteilevät häiriöt ovat lähtöisin nopeiden nykyaikaisten tehopuolijohdekomponenttien suurista virran ja jännitteen muutosnopeuksista eli kytkentänopeudesta. Kytkentänopeutta voidaan tunnetusti pienentää hilavastusta kasvattamalla. Toisaalta hilavastuksen kasvattaminen lisää vaihtosuuntaajan tuottamia kytkentähäviöitä, mikä puolestaan on epäedullista laitteen suorituskyvyn kannalta. Lisäksi tiedetään, että yleisimmin vaihtosuuntaajissa käytetyn tehopuolijohdekomponentin eli IGBT:n kytkentänopeus hidastuu lämpötilan kasvaessa. Tässä työssä tutkitaan vaihtosuuntaajan säteilevien häiriöiden vähentämistä aktiivisen hilaohjaimen avulla. Lisäksi työssä tutkitaan IGBT:n kytkentänopeuden lämpötilariippuvuuden suuruutta ja sen vaikutusta erityisesti vaihtosuuntaajan säteileviin häiriöihin. Työssä esitetään kytkimiin ja vastuksiin perustuva hilaohjainkytkentä, jonka avulla kytkentänopeutta voidaan muuttaa. Lisäksi työssä käsitellään erilaisia ohjaustapoja, joiden avulla kytkentänopeutta voidaan säätää aktiivisesti erilaisten käyttötilanteiden perusteella. Tutkimuksen tavoitteena on selvittää, voiko työssä esitettävällä aktiivisella hilaohjainkytkennällä vähentää vaihtosuuntaajan säteileviä häiriöitä ja kompensoida IGBT:n kytkentänopeuden lämpötilariippuvuutta. Työssä tehtyjen mittausten perusteella arvioidaan esitetyn hilaohjaimen toimivuutta kytkentänopeuden ja säteilevien häiriöiden kannalta. Lisäksi arvioidaan vaihtosuuntaajan säteilevien häiriöiden lämpötilariippuvuuden suuruutta. Työn mittaustulosten perusteella aktiivisella hilaohjaimella voidaan merkittävästi vähentää vaihtosuuntaajan säteileviä häiriöitä. Lisäksi myös IGBT:n lämpötilariippuvuudella on oleellinen vaikutus häiriöihin. Aktiivisella hilaohjaimella on mahdollista toteuttaa lämpötilariippuvuuteen verrattuna käänteinen vaikutus häiriöihin ja siten kompensoida tätä ilmiötä. Vastusmatriisiin perustuvan hilaohjaimen haasteena on mitoittaminen ja siihen liittyvä työmäärä, sillä kyseinen toteutustapa on herkkä eri parametrien muutoksille.fi
dc.description.abstractRadiated emissions from inverters are mostly caused by fast switching speeds of modern power semiconductor components. Fast switching speed means short voltage and current rise times. Traditional way for decreasing the switching speed is by increasing the value of the gate resistance. On the other hand increasing the gate resistance also increases the switching losses created by the inverter, which is disadvantageous in terms of performance. It is also known that the switching speed of widely used power semiconductor component IGBT reduces when the operating temperature is increased. This thesis studies reduction of radiated emissions from inverter using active gate drive. Furthermore, thesis investigates the temperature dependency of IGBT switching speed and its influence on radiated emissions. Study also presents gate driver circuit based on switches and resistor matrix which is used to adjust the switching speed. Also different methods and control variables for active switching speed control are considered. The purpose of the research is to determine that is it possible to reduce the radiated emissions of an inverter and compensate the IGBT switching speed temperature dependency using active gate drive. Measurements of this thesis are used to assess the performance and functionality of the presented gate drive method in terms of switching speed and radiated emissions. Furthermore, magnitude of the temperature dependency of radiated emissions of the inverter are assessed. Based on the measurement result of this thesis, it is possible to significantly reduce inverter’s radiated emissions by utilizing active gate drive, additionally the temperature dependency of IGBT has considerable effect on radiated emissions. Active gate driver can be used to create opposite effect and thus compensate this phenomenon. Challenge of using resistor matrix based gate driver is the dimensioning related work because the method is sensitive for parameter changes.en
dc.format.extent68 + 8
dc.format.mimetypeapplication/pdfen
dc.identifier.urihttps://aaltodoc.aalto.fi/handle/123456789/19158
dc.identifier.urnURN:NBN:fi:aalto-201512165676
dc.language.isofien
dc.locationP1fi
dc.programmeEST - Elektroniikka ja sähkötekniikka (TS2005)fi
dc.programme.majorSähkökäytötfi
dc.programme.mcodeS3016fi
dc.rights.accesslevelopenAccess
dc.subject.keywordhilaohjainfi
dc.subject.keywordEMCfi
dc.subject.keywordsäteilevät häiriötfi
dc.subject.keywordIGBTfi
dc.subject.keywordtaajuusmuuttajafi
dc.subject.keywordvaihtosuuntaajafi
dc.titleVaihtosuuntaajan säteilevien häiriöiden vähentäminen aktiivisella hilaohjaimellafi
dc.titleReduction of radiated emissions of an inverter with active gate driveren
dc.typeG2 Pro gradu, diplomityöen
dc.type.okmG2 Pro gradu, diplomityö
dc.type.ontasotMaster's thesisen
dc.type.ontasotDiplomityöfi
dc.type.publicationmasterThesis
local.aalto.idinssi52799
local.aalto.openaccessyes
Files
Original bundle
Now showing 1 - 1 of 1
No Thumbnail Available
Name:
master_Taulanne_Mikko_2015.pdf
Size:
3.79 MB
Format:
Adobe Portable Document Format
Download
Collections
[dipl] Sähkötekniikan korkeakoulu / ELEC