Design and control of single-star bidirectional boost modular multilevel converter

Dissertant

al-Sayfi, Ala Ahmad

Thesis advisor

Abu Khaizaran, Muhammad
Quran, Mahran

University

Birzeit University

Faculty

Faculty of Engineering and Technology

University Country

Palestine (West Bank)

Degree

Master

Degree Date

2019

Arabic Abstract

تقترح هذه الرسالة قلاب قدرة متعدد المستويات أحادي النواة مزود من بطارية كهربائية للتحكم بمحركات التيار المتناوب.

في هذا التصميم الهيكلي، سيتم توصيل خانيا البطارية مباشرة بقلاب ثنائي الاتجاه، مما يسمح بتعزيز المرونة في تصريف و إعادة الشحن للخلية الواحدة و تقليل عدد الوحدات المطلوبة لتشغيل محرك الجر.

يلغي استخدام هذا المحول الحاجة إلى نظام إدارة البطارية التقليدي حيث يتم استبداله بالتحكم في القلاب، والذي يوازن بشكل تلقائي بين جميع الخلايا.

سيتم اختبار القلاب المقترح تحت الحمل الثابت.

سوف يدعم هذا التصميم أيضا احتمالية الشحن للبطاريات من شبكة الكهرباء من مصدر ثلاثي الأطوار.

سيتم تقييم أداء المحول المقترح من حيث القدرة على استبدال المحولات التقليدية لقيادة محركات التيار المتردد مع تقليل التشوه التوافقي الكلي وانخفاض الفاقد سيتم تقديم نموذج مبسط لتقدير فاقد القدرة أثناء التوصيل وتغيير الفواصل للقلاب متعدد المستويات المقترح مع خلايا البطارية.

سيتم اختبار النموذج المقترح والتحقق من صحته من خلال استخدام برنامج محاكاة لتأكيد جدوى تشغيل الكاتب المقترحة من ملاءمة الاستخدام لمحرك التيار المتردد، وصحة نموذج الفاقد، وفعالية عمليات إعادة الشحن.

English Abstract

This thesis proposes a Single-Star Modular Multilevel Converter (SS-MMC) with integrated battery cells to drive an AC motor.

In this topology, the battery cells will be directly connected to a bidirectional boost converter, allowing the highest flexibility for discharge and recharge of each individual cell and reduce the number of modules required to run the traction motor.

The use of this converter eliminates the need for the traditional battery management system (BMS) since it is replaced by the control of the converter, which balances individually all the cells.

The proposed converter will be tested under a static load.

The topology will also provide the option for stationary recharge of the battery cells from a three phase AC source.

The performance of the proposed converter will be assessed in terms of the ability of replacing the conventional inverters to drive AC motors with low total harmonic distortion (THD) and lower losses.

A simplified model for estimating conduction and switching losses for the proposed modular multilevel converter with boosted cells will be presented.

The developed model and topology will be tested and validated by simulation using MAT-LAB to confirm the feasibility of the proposed converter in terms of suitability of use in AC drive, validity of the loss model, and effectiveness of recharging operations.

Main Subjects

Electronic engineering

Topics

No. of Pages

81

Table of Contents

Table of contents.

Abstract.

Abstract in Arabic.

Chapter One : Introduction.

Chapter Two : Literature review.

Chapter Three : Single star-modular multilevel converter (SS-MMC).

Chapter Four : Simulation results.

Chapter Five : Conclusions and future work.

References.

American Psychological Association (APA)

al-Sayfi, Ala Ahmad. (2019). Design and control of single-star bidirectional boost modular multilevel converter. (Master's theses Theses and Dissertations Master). Birzeit University, Palestine (West Bank)
https://search.emarefa.net/detail/BIM-957641

Modern Language Association (MLA)

al-Sayfi, Ala Ahmad. Design and control of single-star bidirectional boost modular multilevel converter. (Master's theses Theses and Dissertations Master). Birzeit University. (2019).
https://search.emarefa.net/detail/BIM-957641

American Medical Association (AMA)

al-Sayfi, Ala Ahmad. (2019). Design and control of single-star bidirectional boost modular multilevel converter. (Master's theses Theses and Dissertations Master). Birzeit University, Palestine (West Bank)
https://search.emarefa.net/detail/BIM-957641

Language

English

Data Type

Arab Theses

Record ID

BIM-957641