Simulation and comparison among conventional buck-boost, Z-source and Quasi z-source power inverters

Abstract

Bu tezde, üç farklı tipte gerilim kaynak evirgeçlerinin modelleme ve simülasyonunu incelenmiş bulunmaktadır; geleneksel iki aşamalı, sinüzoidal atış aralığı modülasyonu kontrollü buck-boost dc-ac VSI ile üçüncü harmonic enjeksiyonlu maksimum sabit yükseltme kontrollü Z-source ve Quasi Z-source topolojileri. Bu tezdeki çalışmalar, 120 V çıkış tepe faz gerilimi, 60 Hz'te 10 Ω direnç yükünü tahriklemek üzere 10 KHz anahtarlama frekansına sahip üç-fazlı gerilim kaynak evirgeçlerine dayanmaktadır. Çıkış gerilimi, akım dalgalanması ve bunların harmonikleri çeşitli giriş gerilimleri altında modülasyon endeksi ile çeşitlendirilmiştir. Buna ilaveten, tez geleneksel Z-source ve Quasi Z-source evirgeçlerindeki shoot-through etkisine odaklanmaktadır. Simulasyon MATLAB-Simulink yazılımı ile uygulanmıştır. Yalıtımlı Geçitli Bipolar Tranzistör (Insulated Gate Bipolar Transistor - IGBTs) ise anahtarlama cihazı olarak kullanılmıştır. Görev çevrimi varyasyonuna, atış aralığı modülasyonu kullanılarak ulaşılmıştır.

This thesis investigated the modeling and simulation of three types of voltage source inverters, conventional two stage buck-boost dc-ac VSI controlled by sinusoidal pulse width modulation control, Z-source and Quasi Z-source topologies controlled by maximum constant boost with third harmonic injection control. The work in this thesis is based on three-phase voltage source inverters having 120V output peak phase voltage, 60 HZ, and with a switching frequency of 10 KHz to drive a resistive load of 10 Ω. The output voltage, current ripple and their harmonics are varied with modulation index at various input voltages. In addition, the thesis focuses on the effect of shoot through in the traditional Z-source and Quasi Z-Source inverters. The simulation is implemented by MATLAB-Simulink software. The Insulated Gate Bipolar Transistor (IGBTs) is utilized as a switching device. The duty cycle variation is achieved by using pulse width modulation.