Download or read book Motor design for maximum material exploitation and magnetization procedure with in line quality check for mass production written by Dinca, Christian and published by Universitätsverlag der TU Berlin. This book was released on 2017-03-09 with total page 187 pages. Available in PDF, EPUB and Kindle. Book excerpt: To reduce the amount of Rare-earth Elements in high efficient permanent magnet electric motors, the magnetic stray flux has to be reduced. Additonally, a temperature reduction inside the motor reduces the necessary amount of the so called Heavy Rare-earth Elements, which account for the bulk part of the magnet material costs. In this thesis a permanent magnet motor in wet rotor configuration for an automotive application is designed. It was shown that by simple thermal improvements of the electric insulation system the maximum temperature of the stator can be reduced. Extensive measurements on different combinations of insulation material of the stator and the development of a new thermal model for orthocyclic wound stators were performed. Due to the use of fiber cans eddy current losses could be eliminated and the stray flux minimized. In a second stage a magnetizing fixture was build up, which is able to magnetize the buried magnets inside the rotor. The rotor and the magnetizing fixture was developed, so that the magnets can be optimal magnetized. To check the quality of the magnets the magnetizing coil was developed in a way, such that the hysteresis curve of every single magnet during magnetization can be measured. Different magnets were tested and ways to calculate parasitics are given. Um die Menge an Selten Erden in hoch-effizienten permanent erregten Elektromotoren zu reduzieren, muss der magnetische Streufluss verringert werden. Eine Temperaturreduktion im Motor verringert zudem die nötige Menge an so genannten schweren Selten Erden, welche einen Großteil der Kosten der Magnetmaterialien ausmachen. In dieser Arbeit wird dazu ein permanent erregter Nassläufer für eine automotive Anwendung ausgelegt. Es konnte gezeigt werden, dass durch einfache Maßnahmen im Bereich der elektrischen Isolation die maximale Temperatur im Stator reduziert werden konnte. Umfangreiche Messungen an verschiedenen Kombinationen von elektrischen Isolationen des Stators und die Entwicklung eines neuen thermischen Models für orthozyklisch gewickelte Statoren wurden getätigt. Durch Einsatz von Spaltrohren aus Faserverbundwerkstoffen konnten die Wirbelstromverluste beseitigt werden und der Streufluss minimiert werden. In einem zweiten Schritt wurde eine Magnetisiervorrichtung aufgebaut, mit der die zu Anfang unmagnetisierten eingebetteten Magneten im Rotor aufmagnetisiert werden konnten. Der Rotor wurde zudem zusammen mit der Magnetisierungsspule so ausgelegt, dass die Magnete optimal magnetisiert werden können. Um die Qualität der Magnete zu testen wurde die Magnetisierspule zudem so ausgelegt, dass eine Messung der Hysteresekurve jedes einzelnen Magneten während der Magnetisierung möglich ist. Verschiedene Magnete wurden vermessen und Möglichkeiten zur Bestimmung von parasitären Effekten gegeben.

Download or read book Test bench design for power measurement of inverter operated machines in the medium voltage range written by Schneider, Simon Michael and published by Universitätsverlag der TU Berlin. This book was released on 2018-12-21 with total page 144 pages. Available in PDF, EPUB and Kindle. Book excerpt: This thesis gives an overview of test bench design for inverter operated Medium Voltage (MV) drives with the focus on the active power measurement. The sources of measurement setup uncertainty are analysed and methods are shown to assess these uncertainties. Further, a possibility is shown to do quantitative uncertainty estimations which are verified with measurements through different measurement setups for MV drives operated with multilevel converters. The influence of measurement transducers, voltage dividers, power meters and data acquisition boards are considered. The digital signal processing is analysed and the possibilities to reduce its uncertainty contribution on an active power measurement is shown. An analysis is made with the conventional measurement devices in the MV-range. The transfer behaviour of the devices and the characteristics of the uncertainty are investigated. Measurements are done on typical medium voltage drives with an uncertainty analysis, which shows the essential aspects of active power measurement. The results show the significance of a measurement setup performance. The investigations on the drives are used to indicate the impact on the determination of the drive efficiency and gives a significant input for further standardisation processes. The handling of measurement uncertainties during active power measurement of drives is shown concerning the permanent topic of energy saving and its efficient use. The work proposes a way of categorising electrical drives in energy efficiency classes and to make their determination comparable. Die vorliegende Dissertation gibt einen Überblick über den Prüfstandsaufbau von umrichtergetriebenen Mittelspannungsantrieben. Die Unsicherheitsquellen werden analysiert und Methoden werden aufgezeigt um die Messunsicherheit zu bewerten. Des Weiteren werden die Machbarkeit von Unsicherheitsabschätzungen gezeigt, welche mit Messungen an typischen Mittelspannungsantrieben mit Umrichterspeisung verglichen werden. Der Einfluss von Messwandlern, Spannungsteilern, Leistungsmessern und Messkarten zur Signalerfassung wird berücksichtigt. Die digitale Signalverarbeitung wird analysiert um den Unsicherheitsbeitrag zur Wirkleistungsmessung zu reduzieren. Es werden konventionellen Messwandler und -teiler im Mittelspannungsbereich bezüglich ihres Übertragungsverhal- tens sowie Messunsicherheiten untersucht. Die Ergebnisse der Untersuchungen verdeutlichen die Signifikanz eines performanten Messaufbaus. Des Weiteren werden Auswirkun- gen auf die Bestimmung der Effizienz aufgezeigt. Die Arbeit liefert einen wesentlichen Beitrag für weitere Standardisierungsprozesse. Der Umgang mit Messunsicherheiten der Wirkleistungsmessung wird betrachtet im Hinblick auf Energieeinsparpotenziale und deren effiziente Nutzung. Die Arbeit schlägt eine Möglichkeit vor, wie elektrische Antriebe in Energieeffizienzklassen kategorisiert werden können um diese vergleichbar zu machen.

Download or read book Design and comparison of two brushless DC drives for an electric propulsion system of solar power unmanned aerial vehicles written by Dong, Rong and published by Universitätsverlag der TU Berlin. This book was released on 2020-08-26 with total page 130 pages. Available in PDF, EPUB and Kindle. Book excerpt: The electrical propulsion system as the core component of solar-power Unmanned Aerial Vehicles (UAVs) for long duration flight requires high power density and stable drive technology. Brushless DC motors (BLDCM) with high power and torque density and control algorithms suitable for drive system are given preference for the application in UAVs. This dissertation is aimed at designing an improved BLDCM using only 4 interior magnet blocks to realize 8 poles compared to the conventional 8 magnet blocks structure. The performances of both BLDCM designs have been analytically determined and the motor models were verified through finite element software in ANSYS. Design and construction of the demonstrators of BLDCMs with the proposed and the conventional magnet structure have been carried out and a test bench for extensive performance comparison has been set up. Since the proposed magnet structure leads to a particularity of the magnetic circuit, the behavior of absolute and differential synchronous direct and quadrature inductances have been investigated by finite element model analysis and experiments. Efficiency maps were generated and thermal characteristics have been measured to gain a comprehensive understanding of the two motors. To reduce the uncertainty of sensor control for BLDCM, a high speed, good linearity analog isolation circuit to measure the voltages of 270 V DC voltage to realize sensorless control strategy has been designed. The circuit combines a PI controller with fast operational amplifiers with a built-in linearizing feedback photodiode loop of a linear optocoupler. A 3D stator model was built to analyse the mechanical resonance frequencies and possible excitation by the electromagnetic radial force leading to vibration and noise for the proposed and conventional rotor structure. Analytical calculation of natural mode frequencies has also been conducted to compare and validate the accuracy of FEM simulations and impact hammer testing experimental results. Das elektrische Antriebssystem als Kernkomponente von unbemannten Solarflugzeugen (UAVs, Unmanned Aerial Vehicles) für Langzeitflüge erfordert eine hohe Leistungsdichte und robuste Antriebstechnik. Bürstenlose Gleichstrommotoren (BLDCM) mit hoher Leistungs- und Drehmomentdichte sowie dafür angepasste Regelalgorithmen werden daher bevorzugt in UAVs eingesetzt. Diese Dissertation zielt darauf ab, einen verbesserten BLDCM mit nur 4 eingebetteten Magnetblöcken zu entwerfen, um 8 Pole zu realisieren im Vergleich zu der herkömmlichen Struktur mit 8 Magnetblöcken. Das Verhalten beider BLDCM-Designs wurde analytisch ermittelt und die Motormodelle mit Hilfe von Finite-Elemente-Software in ANSYS verifiziert. Design und Konstruktion der Prototypen mit der vorgeschlagenen und der herkömmlichen Magnetstruktur wurden durchgeführt und es wurde ein Prüfstand für einen umfassenden Leistungsvergleich aufgebaut. Da die vorgeschlagene Magnetstruktur zu einem Magnetkreis führt, bei dem die entgegengesetzten Pole keine Spiegelsymmetrie aufweisen, wurden die Längs- und Querinduktivität durch Finite-Elemente-Modellanalyse und Experimente absolut und differentiell untersucht. Weiterhin wurden Wirkungsgradkennfelder erstellt und das thermische Verhalten untersucht, um ein umfassendes Verständnis der beiden Motoren zu erhalten. Um das sensorbedingte Ausfallrisiko zu eliminieren, wurde eine schnelle analoge Isolationsschaltung mit hoher Linearität und Stabilität zur Messung der gepulsten Spannungen bei 270V Gleichspannung entwickelt, um eine sensorlose Steuerungsstrategie zu realisieren. Die Schaltung verwendet einen linearen Optokoppler mit integrierter Rückkopplungsfotodiode, sowie einen PI-Regler mit schnellen Operationsverstärkern im Rückkopplungspfad. Ein 3D-Statormodell wurde erstellt, um die mechanischen Resonanzfrequenzen und die mögliche Anregung durch die elektromagnetische Radialkraft zu analysieren, die zu Vibrationen und Geräuschen bei der vorgeschlagenen und herkömmlichen Rotorstruktur führt. Es wurde auch eine analytische Modalanalyse durchgeführt, um die Genauigkeit von FEM-Simulationen und experimentellen Ergebnissen mit dem Impulshammer zu vergleichen und zu validieren.

Download or read book Modeling and control of power converters in weak and unbalanced electric grids written by Just, Hendrik and published by Universitätsverlag der TU Berlin. This book was released on 2021-11-25 with total page 236 pages. Available in PDF, EPUB and Kindle. Book excerpt: Grid converters increasingly affect power system operation due to the increasing share of renewable energy sources and less conventional power plants. This shift in power generation leads to converter-dominated weak grids, which show critical stability phenomena but also enable converters to contribute to grid stability and voltage support. This thesis presents critical parts of converter controls and describes models to assess their characteristics. These models are used to derive design criteria and dedicated stability analysis methods for grid converter controls. Der steigende Anteil an erneuerbaren Energien in den Energieversorgungsnetzen führt zur Verdrängung konventioneller Kraftwerke. Diese Entwicklung lässt umrichterdominierte und schwache Netzabschnitte entstehen, die kritischen Stabilitätsmechanismen unterliegen, allerdings auch ermöglichen, dass Umrichter aktiv zur Netzstützung und Netzstabilität beitragen können. Die vorliegende Arbeit beschreibt kritische Regelungskomponenten der Umrichter und deren Modellierung. Auf Basis der Modelle werden Auslegungskriterien für die Regelungen abgeleitet und dedizierte Stabilitätsanalysemethoden präsentiert.

Download or read book Detection and characterization of Lithium plating written by Long, Julian and published by Universitätsverlag der TU Berlin. This book was released on 2023-05-31 with total page 260 pages. Available in PDF, EPUB and Kindle. Book excerpt: Lithium plating is not only the most severe ageing mechanism in lithium-ion batteries (LIBs) but also becoming more and more important due the increasing presence of electric vehicles (EVs). In EVs the extreme conditions causing lithium plating, like very high charging currents and low environment temperatures, are much more prevalent than in consumer electronics. Due to the high number of factors that influence the plating process, ranging from the cell geometry to the chemical composition of the electrolyte, a deeper understanding of the plating process is still lacking. Without this knowledge it is hard to design cells in a plating resistant way, or to operate cells under the ideal conditions to minimize plating. This thesis aims at showing different methods to investigate the plating process on three different levels. The first method is on the cell level, investigating the behaviour of the whole cell during plating. It contains the analysis of the voltage and current profiles that show an atypical behaviour during plating. The focus of the analysis is on the current profile of the constant voltage (CV) phase during charging under low temperature conditions leading to plating. This current profile can be fitted with the Johnson-Mehl-Avrami-Kolmogorov (JMAK) function that describes the electrochemical deposition process of a metallic species on a surface. The resulting fitting parameters can be utilized to characterize the plating behaviour of the cell as well as better estimate the amount of plated lithium than commonly used methods. It can also potentially predict the future safety risk due to dendrite formation. In the second part the chemical composition of the surface electrolyte interface (SEI) is investigated using X-ray photoelectron spectroscopy (XPS). The composition as well as the mechanical properties of the SEI are strongly influencing the plating process and preliminary work has shown that plating is also changing the morphology of the SEI and increasing its thickness drastically. Cells under different conditions (plated, charged and discharged) as well as cells of different manufacturers have been probed using XPS. During the measurements an unwanted side effect of the experimental setup was discovered that lead to a migration of lithium to the surface of the sample and was distorting the measurement results. Regardless of the effect, it was possible to see that the SEI can have a very different composition in cells of different manufacturers and that plating not only changes the morphology but also the composition of the SEI. The unwanted side effect could furthermore be utilized to identify samples that were plated recently and could be used in further more controlled experiments to localize lithium depositions on plated samples. In the last part the particle structure of the anode surface of cells of different manufacturers was investigated using a watershed particle detection algorithm on laser scanning microscopy (LSM) images of the anode surfaces. The distributions of the particle sizes have then been compared to the capacity loss in plated cells. It was shown that the capacity loss correlates with parameters extracted from the particle size distributions. It is however necessary to create more data to verify this correlation. In summary this thesis utilized new methods to detect or characterize plating on different levels of magnification, from the cell level to the chemical composition. New approaches were found to predict a cells future plating behaviour, spatially localize plated areas on the anode and design cells in a plating resistant way. Lithium Plating ist nicht nur der Alterungsmechanismus in Lithium-Ionen-Batterien mit dem größten Kapazitätsverlust, sondern wird auch im Zuge der voranschreitenden Elektrifizierung des Personenverkehrs immer wichtiger. In Elektrofahrzeugen finden sich die extremen Zustände, wie niedrige Ladetemperaturen und hohe Ladestrome, unter denen Plating auftritt, deutlich häufiger als in Unterhaltungstechnik. Durch die Vielzahl von Parametern, von der Zellgeometrie bis hin zur Elektrolyzusammensetzung, die Plating beeinflussen, fehlt immer noch ein tieferes Verständnis des Plating-Prozesses. Ohne dieses Wissen ist es schwer, Zellen zu designen, die resistent gegen Plating sind oder Zellen unter optimalen Bedingungen zu betreiben um Plating zu minimieren. Das Ziel dieser Arbeit ist es, verschiedene Methoden aufzuzeigen, die die Untersuchung von Plating auf drei verschiedenen Ebenen ermöglichen. Die erste Methode untersucht das Gesamtverhalten der Zelle auf Zellebene. Hierbei wird das atypische Verhalten der Strom- und Spannunsprofile wahrend des Plating-Vorgangs analysiert. Der Fokus liegt dabei auf der Untersuchung der Konstantstrom-Phase bei niedrigen Temperaturen während der Ladung. Das Stromprofil dieser Phase kann mit der JMAK-Funktion gefittet werden, welche die elektrochemische Abscheidung eines Metalls auf einer Oberfläche beschreibt. Die resultierenden Fitting-Parameter können genutzt werden, um das Plating-Verhalten vorherzusagen und sind gleichzeitig eine bessere Abschätzung fur die Menge an geplatetem Lithium im Vergleich zu gängigen Methoden. Die Ergebnisse konnten außerdem helfen das Sicherheitsrisiko der Zelle bei Dendritenbildung vorherzusagen. Im zweiten Teil wird die chemische Zusammensetzung der SEI mittels XPS untersucht. Die Zusammensetzung, wie auch die mechanischen Eigenschaften der SEI, beeinflussen den Plating-Prozess stark und es wurde in vorhergehenden Arbeiten gezeigt, dass Plating auch die Morphologie und Dicke der SEI drastisch verändern kann. Zellen in verschiedenen Zuständen (geplatet, geladen, entladen), sowie Zellen verschiedener Hersteller wurden mit XPS untersucht. Während der Messungen wurde ein ungewollter Nebeneffekt des Messaufbaus entdeckt, der zu einer Migration von Lithium an die Oberflache der Proben geführt und die Messergebnisse verfälscht hat. Unabhängig von diesem Effekt war es dennoch möglich, zu zeigen, dass die SEI in Zellen verschiedener Hersteller stark unterschiedliche Zusammensetzungen haben kann und dass Plating nicht nur die Morphologie der SEI beeinflusst, sondern auch die chemische Zusammensetzung. Weiterhin konnte der ungewollte Nebeneffekt verwendet werden, um Proben zu identifizieren, die vor kurzem geplatet wurden und konnte in zukünftigen Arbeiten verwendet werden, um lokalisiert Lithium-Ablagerungen auf geplateten Proben zu identifizieren. Im letzten Teil wurde die Partikelstruktur der Anoden von Zellen verschiedener Zellhersteller mit Hilfe einer watershed-Partikeldetektion an LSM-Bildern untersucht. Die Verteilung der Partikelgrößen wurde mit dem Kapazitätsverlust gleicher Zelle durch Plating verglichen. Es wurde gezeigt, dass der Kapazitätsverlust mit Parametern, die aus den Partikelverteilungen extrahiert wurden, korreliert. Ein größerer Datensatz ist jedoch notwendig, um diese Ergebnisse zu validieren. Zusammenfassend hat diese Arbeit verschiedene neue Methoden aufgezeigt, um Plating auf verschiedenen Vergrößerungsebenen zu detektieren und zu charakterisieren. Neue Ansätze wurden gefunden, um das Platingverhalten von Zellen vorherzusagen, lokalisiertes Lithium auf der Oberfläche zu detektieren und Zellen platingresistenter designen zu können.

Download or read book On the perspectives of SiC MOSFETs in high frequency and high power isolated DC DC converters written by Eial Awwad, Abdullah and published by Universitätsverlag der TU Berlin. This book was released on 2020-08-11 with total page 184 pages. Available in PDF, EPUB and Kindle. Book excerpt: Increasing demand for efficiency and power density pushes Si-based devices to some of their inherent material limits, including those related to temperature operation, switching frequency, and blocking voltage. Recently, SiC-based power devices are promising candidates for high-power and high-frequency switching applications. Today, SiC MOSFETs are commercially available from several manufacturers. Although technology affiliated with SiC MOSFETs is improving rapidly, many challenges remain, and some of them are investigated in this work. The research work in this dissertation is divided into the three following parts. Firstly, the static and switching characteristics of the state-of-the-art 1.2 kV planar and double-trench SiC MOSFETs from two different manufacturers are evaluated. The effects of different biasing voltages, DC link voltages, and temperatures are analysed. The characterisation results show that the devices exhibit superior switching performances under different operating conditions. Moreover, several aspects of using the SiC MOSFET’s body diode in a DC/DC converter are investigated, comparing the body-diodes of planar and double-trench devices. Reverse recovery is evaluated in switching tests considering the case temperature, switching rate, forward current, and applied voltage. Based on the measurement results, the junction temperature is estimated to guarantee safe operation. A simple electro-thermal model is proposed in order to estimate the maximum allowed switching frequency based on the thermal design of the SiC devices. Using these results, hard- and soft-switching converters are designed, and devices are characterised as being in continuous operation at a very high switching frequency of 1 MHz. Thereafter, the SiC MOSFETs are operated in a continuous mode in a 10 kW / 100-250 kHz buck converter, comparing synchronous rectification, the use of the body diode, and the use of an external Schottky diode. Further, the parallel operation of the planar devices is considered. Thus, the paralleling of SiC MOSFETs is investigated before comparing the devices in continuous converter operation. In this regard, the impact of the most common mismatch parameters on the static and dynamic current sharing of the transistors is evaluated, showing that paralleling of SiC MOSFETs is feasible. Subsequently, an analytical model of SiC MOSFETs for switching loss optimisation is proposed. The analytical model exhibits relatively close agreement with measurement results under different test conditions. The proposed model tracks the oscillation effectively during both turn-on and –off transitions. This has been achieved by considering the influence of the most crucial parasitic elements in both power and gate loops. In the second part, a comprehensive short-circuit ruggedness evaluation focusing on different failure modes of the planar and double-trench SiC devices is presented. The effects of different biasing voltages, DC link voltages, and gate resistances are evaluated. Additionally, the temperature-dependence of the short-circuit capability is evaluated, and the associated failure modes are analysed. Subsequently, the design and test of two different methods for overcurrent protection are proposed. The desaturation technique is applied to the SiC MOSFETs and compared to a second method that depends on the stray inductance of the devices. Finally, the benefits of using SiC devices in continuous high-frequency, high-power DC/DC converters is experimentally evaluated. In this regard, a design optimisation of a high-frequency transformer is introduced, and the impact of different core materials, conductor designs, and winding arrangements are evaluated. A ZVZCS Phase-Shift Full-Bridge unidirectional DC/DC converter is proposed, using only the parasitic leakage inductance of the transformer. Experimental results for a 10 kW, (100-250) kHz prototype indicate an efficiency of up to 98.1% for the whole converter. Furthermore, an optimized control method is proposed to minimise the circulation current in the isolated bidirectional dual active bridge DC/DC converter, based on a modified dual-phase-shift control method. This control method is also experimentally compared with traditional single-phase shift control, yielding a significant improvement in efficiency. The experimental results confirm the theoretical analysis and show that the proposed control can enhance the overall converter efficiency and expand the ZVZCS range. Die steigende Nachfrage nach Effizienz und Leistungsdichte bringt Si-basierte eistungsbauteile an einige inhärente Materialgrenzen, die unter anderem mit der Temperaturbelastung, der Schaltfrequenz und der Blockierspannung in Zusammenhang stehen. In jüngster Zeit sind SiC-basierte Leistungsbauelemente vielversprechende Kandidaten für Hochleistungs- und Hochfrequenzanwendungen. Aktuell sind SiC-MOSFETs von mehreren Herstellern im Handel erhältlich. Obwohl sich die Technologie der SiC-MOSFETs rasch verbessert, werden viele Herausforderungen bestehen bleiben. Einige dieser Herausforderungen werden in dieser Arbeit untersucht. Die Untersuchungen in dieser Dissertation gliedern sich in die drei folgenden Teile: Im ersten Teil erfolgt, die statische und die transiente Charakterisierung der aktuellen 1,2 kV Planarund Doubletrench SiC-MOSFETs verschiedener Hersteller. Die Auswirkungen unterschiedlicher Gatespannungen, Zwischenkreisspannungen und Temperaturen werden analysiert. Die Ergebnisse der Charakterisierung zeigen, dass die Bauteile überlegene Schaltleistungen unter verschiedenen Betriebsbedingungen aufweisen. Darüber hinaus wird der Einsatz der internen SiC-Bodydioden in einem DC/DC-Wandler untersucht, wobei die Unterschiede zwischen Planar- und Doppeltrench-Bauteilen aufgezeigt werden. Das Reverse-Recovery-Verhalten wird unter Berücksichtigung der Gehäusetemperatur, der Schaltgeschwindigkeit, des Durchlassstroms und der angelegten Spannung bewertet. Anhand der Messergebnisse wird die Sperrschichttemperatur geschätzt, damit ein sicherer Betrieb gewährleistet ist. Ein einfaches elektrothermisches Modell wird vorgestellt, um die maximal zulässige Schaltfrequenz auf der Grundlage des thermischen Designs der SiC-Bauteile abzuschätzen. Anhand dieser Ergebnisse werden hart- und weichschaltende Umrichter konzipiert und die Bauteile werden im Dauerbetrieb mit einer sehr hohen Schaltfrequenz von 1 MHz untersucht. Danach werden die SiC-MOSFETs im Dauerbetrieb in einem 10 kW / 100-250 kHz-Tiefsetzsteller betrieben. Dabei wird die Synchrongleichrichtung, die Verwendung der internen Diode und die Verwendung einer externen Schottky-Diode verglichen. Außerdem wird die Parallelisierung von SiC-MOSFETs untersucht, bevor die Parallelschaltung der verschiedenen Bauelemente ebenso im kontinuierlichen Konverterbetrieb verglichen wird. Es wird der Einfluss der häufigsten Parametervariationen auf die statische und dynamische Stromaufteilung der Transistoren analysiert, was zeigt, dass eine Parallelisierung von SiC-MOSFETs möglich ist. Anschließend wird ein analytisches Modell der SiC-MOSFETs zur Schaltverlustoptimierung vorgeschlagen. Das analytische Modell zeigt eine relativ enge Übereinstimmung mit den Messergebnissen unter verschiedenen Testbedingungen. Das vorgeschlagene Modell bildet die Schwingungen sowohl beim Ein- als auch beim Ausschalten effektiv nach. Dies wurde durch die Berücksichtigung der wichtigsten parasitären Elemente in Strom- und Gatekreisen erreicht. Im zweiten Teil wird eine umfassende Bewertung der Kurzschlussfestigkeit mit Fokus auf verschiedene Ausfallmodi der planaren und double-trench SiC-Bauelemente vorgestellt. Die Auswirkungen unterschiedlicher Gatespannungen, Zwischenkreisspannungen und Gate-Widerstände werden ausgewertet. Zusätzlich wird die temperaturabhängige Kurzschlussfähigkeit ausgewertet und die zugehörigen Fehlerfälle werden analysiert. Anschließend wird die Auslegung und Prüfung von zwei verschiedenen Verfahren zum Überstromschutz evaluiert. Die „Desaturation“-Technik wird auf SiC-MOSFETs angewendet und mit einer zweiten Methode verglichen, welche die parasitäre Induktivität der Bauelemente nutzt. Schließlich wird der Nutzen des Einsatzes von SiC-Bauteilen in kontinuierlichen Hochfrequenz-Hochleistungs-DC/DC-Wandlern experimentell untersucht. In diesem Zusammenhang wird eine Designoptimierung eines Hochfrequenztransformators vorgestellt und der Einfluss verschiedener Kernmaterialien, Leiterausführungen und Wicklungsanordnungen wird bewertet. Es wird ein unidirektionaler ZVZCS Vollbrücken-DC/DC-Wandler vorgestellt, der nur die parasitäre Streuinduktivität des Transformators verwendet. Experimentelle Ergebnisse für einen 10 kW, (100-250) kHz Prototyp zeigen einenWirkungsgrad von bis zu 98,1% für den gesamten Umrichter. Abschließend wird ein optimiertes Regelverfahren verwendet, welches auf einem modifizierten Dual-Phase-Shift-Regelverfahren basiert, um den Kreisstrom im isolierten bidirektionalen Dual-Aktiv-Brücken-DC/DC-Wandler zu minimieren. Diese Regelmethode wird experimentell mit der herkömmlichen Single-Phase-Shift-Regelung verglichen. Hierbei zeigt sich eine deutliche Effizienzsteigerung durch die neue Regelmethode. Die experimentellen Ergebnisse bestätigen die theoretische Analyse und zeigen, dass die vorgeschlagene Regelung den Gesamtwirkungsgrad des Umrichters erhöhen und den ZVZCS-Bereich erweitern kann.

Download or read book Popular Science written by and published by . This book was released on 1988-12 with total page 126 pages. Available in PDF, EPUB and Kindle. Book excerpt: Popular Science gives our readers the information and tools to improve their technology and their world. The core belief that Popular Science and our readers share: The future is going to be better, and science and technology are the driving forces that will help make it better.

Download or read book Permanent Magnet Motor Technology written by Jacek F. Gieras and published by CRC Press. This book was released on 2009-08-25 with total page 591 pages. Available in PDF, EPUB and Kindle. Book excerpt: The importance of permanent magnet (PM) motor technology and its impact on electromechanical drives has grown exponentially since the publication of the bestselling second edition. The PM brushless motor market has grown considerably faster than the overall motion control market. This rapid growth makes it essential for electrical and electromechanical engineers and students to stay up-to-date on developments in modern electrical motors and drives, including their control, simulation, and CAD. Reflecting innovations in the development of PM motors for electromechanical drives, Permanent Magnet Motor Technology: Design and Applications, Third Edition demonstrates the construction of PM motor drives and supplies ready-to-implement solutions to common roadblocks along the way. This edition supplies fundamental equations and calculations for determining and evaluating system performance, efficiency, reliability, and cost. It explores modern computer-aided design of PM motors, including the finite element approach, and explains how to select PM motors to meet the specific requirements of electrical drives. The numerous examples, models, and diagrams provided in each chapter facilitate a lucid understanding of motor operations and characteristics. This 3rd edition of a bestselling reference has been thoroughly revised to include: Chapters on high speed motors and micromotors Advances in permanent magnet motor technology Additional numerical examples and illustrations An increased effort to bridge the gap between theory and industrial applications Modified research results The growing global trend toward energy conservation makes it quite possible that the era of the PM brushless motor drive is just around the corner. This reference book will give engineers, researchers, and graduate-level students the comprehensive understanding required to develop the breakthroughs that will push this exciting technology to the forefront.

Download or read book Bulletin of the Atomic Scientists written by and published by . This book was released on 1961-05 with total page 88 pages. Available in PDF, EPUB and Kindle. Book excerpt: The Bulletin of the Atomic Scientists is the premier public resource on scientific and technological developments that impact global security. Founded by Manhattan Project Scientists, the Bulletin's iconic "Doomsday Clock" stimulates solutions for a safer world.

Download or read book Permanent Magnet Motor Technology written by Jacek F. Gieras and published by CRC Press. This book was released on 2002-01-22 with total page 1312 pages. Available in PDF, EPUB and Kindle. Book excerpt: Co-authored by a world-renowned expert in the field, Permanent Magnet Motor Technology: Design and Applications, Second Edition demonstrates the construction of PM motor drives and supplies ready-to-implement solutions for common roadblocks. The author presents fundamental equations and calculations to determine and evaluate system performance, efficiency, and reliability; explores modern computer-aided design of PM motors, including the finite element approach; and covers how to select PM motors to meet the specific requirements of electrical drives. The numerous examples, models, and diagrams provided in each chapter give the reader a clear understanding of motor operations and characteristics.

Download or read book Bulletin of the Atomic Scientists written by and published by . This book was released on 1970-06 with total page 116 pages. Available in PDF, EPUB and Kindle. Book excerpt: The Bulletin of the Atomic Scientists is the premier public resource on scientific and technological developments that impact global security. Founded by Manhattan Project Scientists, the Bulletin's iconic "Doomsday Clock" stimulates solutions for a safer world.

Download or read book Bulletin of the Atomic Scientists written by and published by . This book was released on 1970-12 with total page 104 pages. Available in PDF, EPUB and Kindle. Book excerpt: The Bulletin of the Atomic Scientists is the premier public resource on scientific and technological developments that impact global security. Founded by Manhattan Project Scientists, the Bulletin's iconic "Doomsday Clock" stimulates solutions for a safer world.

Download or read book Popular Science written by and published by . This book was released on 2004-09 with total page 186 pages. Available in PDF, EPUB and Kindle. Book excerpt: Popular Science gives our readers the information and tools to improve their technology and their world. The core belief that Popular Science and our readers share: The future is going to be better, and science and technology are the driving forces that will help make it better.

Download or read book Brushless Permanent magnet Motor Design written by Duane C. Hanselman and published by McGraw-Hill Companies. This book was released on 1994 with total page 216 pages. Available in PDF, EPUB and Kindle. Book excerpt: Written for electrical, electronics, & mechanical engineers responsible for designing & specifying motors, the book provides details of brushless DC & synchronous motors, as well as both radial & axial motor topologies. Beginning with a discussion of the fundamentals of generic motor design, it logically progresses to a set of more advanced, yet easily understandable, concepts for designing brushless permanent-magnet motors. In addition, the author fully explains techniques for magnetic modeling & circuit analysis, shows how magnetic circuit analysis applies to motor design, describes all major aspects of motor operation & design in simple mathematical terms, develops rigorous design equations for radial flux & axial flux motors, & illustrates basic motor drive schemes. All common motor design terms are clearly defined & a wealth of charts, tables & equations are included.

Download or read book Gaylor Technical Survey written by and published by . This book was released on 1982 with total page 360 pages. Available in PDF, EPUB and Kindle. Book excerpt:

Download or read book Design Handbook for PM Motors and Tachometers written by Robert C. Perrine and published by . This book was released on 2000 with total page 0 pages. Available in PDF, EPUB and Kindle. Book excerpt:

Download or read book Design of Brushless Permanent magnet Machines written by J. R. Hendershot and published by . This book was released on 2010-01-01 with total page 798 pages. Available in PDF, EPUB and Kindle. Book excerpt: Brushless permanent-magnet motors provide simple, low maintenance, and easily controlled mechanical power. Written by two leading experts on the subject, this book offers the most comprehensive guide to the design and performance of brushless permanent-magnetic motors ever written. Topics range from electrical and magnetic design to materials and control. Throughout, the authors stress both practical and theoretical aspects of the subject, and relate the material to modern software-based techniques for design and analysis. As new magnetic materials and digital power control techniques continue to widen the scope of the applicability of such motors, the need for an authoritative overview of the subject becomes ever more urgent. Design of Brushless Permanent-Magnet Motors fits the bill and will be read by students and researchers in electric and electronic engineering.