Μελέτη και κατασκευή ηλεκτρονικού μετατροπέα ισχύος για συστήματα τροφοδοτούμενα από ενεργειακές κυψέλες
| datacite.contributor.RelatedPerson | Επαμεινώνδας Μητρονίκας | |
| datacite.contributor.RelatedPerson | Εμμανουήλ Τατάκης | |
| datacite.rights | http://purl.org/coar/access_right/c_abf2 | el |
| dc.contributor.author | Τριανταφυλλόπουλος, Κωνσταντίνος | |
| dc.contributor.other | Triantafyllopoulos, Konstantinos | |
| dc.date.accessioned | 2021-01-18T10:50:25Z | |
| dc.date.available | 2021-01-18T10:50:25Z | |
| dc.date.copyright | 2021-01-12 | |
| dc.degree | graduateThesis | el |
| dc.description.abstract | Η παρούσα διπλωματική εργασία πραγματεύεται τη μελέτη, το σχεδιασμό και την κατασκευή ενός μετατροπέα ισχύος από συνεχή τάση σε συνεχή δύο επιπέδων (Interleaved Boost Converter). Η εργασία αυτή εκπονήθηκε στο Εργαστήριο Ηλεκτρομηχανικής Μετατροπής Ενέργειας του Τμήματος Ηλεκτρολόγων Μηχανικών και Τεχνολογίας Υπολογιστών της Πολυτεχνικής Σχολής του Πανεπιστημίου Πατρών. Κύριος σκοπός της παρούσας διπλωματικής εργασίας είναι η μελέτη και ο σχεδιασμός ενός μετατροπέα ανύψωσης τάσης και η υλοποίηση του ελέγχου για να καταστεί δυνατή η σύνδεση της κυψέλης καυσίμου με το συσσωρευτή ώστε να μπορούν να αποτελέσουν ένα υβριδικό σύστημα. Αρχικά παρουσιάζονται η δομή και η αρχή λειτουργίας της κυψέλης καυσίμου και του συσσωρευτή καθώς και οι διάφοροι παράγοντες κάτω από τους οποίους επηρεάζεται η απόδοσή τους. Στη συνέχεια παρουσιάζονται οι διάφορες τοπολογίες των μετατροπέων με τους οποίους επιτυγχάνεται ανύψωση της τάσης, τα πλεονεκτήματα και τα μειονεκτήματα της καθεμίας και ο λόγος που επιλέχθηκε ο συγκεκριμένος μετατροπέας. Έπειτα, με βάση τη θεωρητική ανάλυση του μετατροπέα, εξάγονται οι εξισώσεις που διέπουν το κύκλωμα ισχύος, σε ιδανικές και μη ιδανικές συνθήκες. Ακολούθησε η προσομοίωση ολόκληρου του συστήματος στο λογισμικό Simulink της MATLAB και στο πρόγραμμα LTSpice, ώστε να διερευνηθεί η συμπεριφορά του και να αναλυθεί πλήρως η λειτουργία του στις διάφορες συνθήκες λειτουργίας, ενώ παρουσιάζεται και ένας έλεγχος κλειστού βρόχου για τον έλεγχο της τιμής του ρεύματος εξόδου ή της τάσης εξόδου. Το επόμενο βήμα είναι η παρουσίαση της διαδικασίας κατασκευής του υπό μελέτη μετατροπέα με βάση τα αποτελέσματα των προσομοιώσεων καθώς και η ανάπτυξη κατάλληλου κώδικα για τον μικροελεγκτή STM32F446RCT ώστε να υλοποιηθεί ο έλεγχος του μετατροπέα. Τέλος, παρουσιάζονται οι πειραματικές μετρήσεις από την εργαστηριακή δοκιμή του μετατροπέα, με τις οποίες επιβεβαιώνεται η θεωρητική ανάλυσή του και διαπιστώνεται η ορθή λειτουργία του, ενώ υπολογίζεται ο βαθμός απόδοσής του. | el |
| dc.description.translatedabstract | This diploma thesis focuses on the design and the implementation of a dc-dc power converter and specifically of a two channel Interleaved Boost Converter, as well as its control strategy in order to supply a hybrid fuel cell battery-powered system. The thesis was completed in the Laboratory of Electromechanical Energy Conversion (LEMEC) of the Department of Electrical and Computer Engineering at the University of Patras. To this purpose, the structure and the basic operating principle of the fuel cells and batteries are presented, as well the various factors which their affect their performance. In addition, the various topologies of dc to dc converters are introduced among with their advantages and disadvantages, to justify why this topology of converter was chosen. Furthermore, equations of the power circuit are extracted from the theoretical analysis in ideal and non-ideal conditions. In the next chapter, simulations of the entire hybrid system are conducted, using both MATLAB Simulink and LTSpice software, to validate the converter’s behavior and fully analyze its operation in many operating conditions. Also, a closed loop control method is simulated in order to control converter’s output current or output voltage. Following the design stage, the manufacturing process of a prototype of the converter is described in detail. Moreover, the development of appropriate code for the STM32F446RCT microcontroller to implement converter control is presented. Finally, the laboratory-built prototype was tested at various operating conditions. The experimental measurements from the laboratory test of the converter are presented, for confirming its operation and experimentally verifying its efficiency. | el |
| dc.identifier.uri | http://hdl.handle.net/10889/14438 | |
| dc.language.iso | gr | el |
| dc.subject | Ηλεκτρονικοί μετατροπείς | el |
| dc.subject | Μετατροπείς DC/DC | el |
| dc.subject | Μετατροπέας ανύψωσης τάσης δύο επιπέδων | el |
| dc.subject | Κυψέλες καυσίμου | el |
| dc.subject | Έλεγχος ρεύματος | el |
| dc.subject.alternative | Power converters | el |
| dc.subject.alternative | DC/DC converters | el |
| dc.subject.alternative | Two-channel interleaved boost converter | el |
| dc.subject.alternative | Fuel cells | el |
| dc.subject.alternative | Current control | el |
| dc.title | Μελέτη και κατασκευή ηλεκτρονικού μετατροπέα ισχύος για συστήματα τροφοδοτούμενα από ενεργειακές κυψέλες | el |
| dc.title.alternative | Study and construction of a power converter for fuel cell-powered systems | el |
| oaire.licenseCondition | null | el |