Analysis of power losses and Lifetime for the inverter in electric Vehicles using variable voltage Control and variable switching Frequency modified pwm / Anas Ayed Sharif Ibrahim

Faculty of Electrical & Electronics Engineering Technology

Thesis (Master of Science) -- Universiti Malaysia Pahang – 2020

Dengan meningkatnya permintaan untuk pengurangan emisi dan penjimatan bahan bakar, pembuat kenderaan memberi tumpuan kepada pembangunan kereta elektrik (EV). Prestasi EV dinilai dari segi jarak pemanduan dan jangka hayat komponennya. Penukar kuasa adalah antara komponen pemacu EV yang paling terkesan dan kurang kebolehpercayaan. Oleh itu, meningkatkan jangka hayat penukar kuasa adalah perkara yang penting untuk penggunaan EV yang baik. Jangka hayat penukar kuasa dapat ditingkatkan dengan mengurangkan kitaran haba peranti kuasa, yang merupakan penyebab utama kerosakan. Oleh kerana suhu dan kehilangan kuasa penukar kuasa adalah berkadar terus, kitaran haba boleh dikurangkan dengan meminimumkan kehilangan kuasa. Sebagai tambahan kepada peningkatan jangka hayat, meminimumkan kehilangan kuasa penukar kuasa dapat meningkatkan julat EV kerana penggunaan kuasa dikurangkan dalam keadaan tertentu. Sehubungan itu, tesis ini bertujuan untuk mengkaji kesan teknik pengurangan kehilangan kuasa yang dikenali sebagai kawalan voltan arusterus (VVC) bolehubah pada jangka hayat penyongsang. Di samping itu, tesis ini mengusulkan strategi baru iaitu modulasi lebar pulsa (PWM) yang dikenali sebagai frekuensi pensuisan bolehubah PWM (VSF-MPWM) untuk tiga fasa dua level penyongsang sumber voltan. VSF-MPWM bertujuan untuk mengurangkan kehilangan kuasa penyongsang tanpa mengurangkan kualiti arus keluaran. Untuk mengkaji kesan VVC pada jangka hayat penyongsang, kaedah anggaran jangka hayat dikemukakan. Kaedah ini menggunakan kitaran pemanduan Artemis Urban dan US06 untuk mendapatkan pemuatan haba, dan seterusnya penggunaan jangka hayat peranti kuasa penyongsang. Kemudian, VSF-MPWM digunakan bagi meminimumkan kehilangan kuasa dengan menyepit mana-mana kaki tiga fasa pada puncak arus fasa untuk mengurangkan jumlah peralihan melalui frekuensi pensuisan bolehubah. Walau bagaimanapun, untuk mencapai kualiti arus yang boleh diterima, VSF-MPWM digunakan bagi mengawal kedua-dua tempoh pengapit dan frekuensi pensuisan bolehubah mengikut had kualiti arus konvensional PWM. Kesan VVC pada jangka hayat penyongsang dan prestasi VSF-MPWM terhadap kehilangan kuasa penyongsang dan kualiti arus dilakukan menggunakan perisian MATLAB Simulink. Analisis jangka hayat menunjukkan bahawa VVC mempunyai kemampuan untuk meningkatkan jangka hayat penyongsang dengan faktor 5.06 bagi Artemis Urban dan 3.43 bagi US06 berbanding dengan kawalan voltan arus-terus konvensional (CVC). Hasil simulasi menunjukkan bahawa VSF-MPWM dapat mengurangkan sehingga 35.4% kehilangan pensuisan dan 23.8% kehilangan kuasa dibandingkan dengan konvensional PWM. Sementara itu, VSFMPWM dapat mengekalkan kualiti arus keluaran yang sama dengan konvensional PWM.