Doctorandus/a PhD student

Naam: Jordi Everts

Partners

KU Leuven

Promotor / Supervisor

Prof. dr. ir. Johan Driesen 

Samenvatting van het onderzoek / Summary of Research

Enkelfasige, netgekoppelde, geïsoleerde AC-DC omvormers met vermogensfactor correctie hebben een breed toepassingsgebied, zoals laders voor plug-in hybride-elektrische voertuigen en batterij-elektrische voertuigen, invertoren voor hernieuwbare energiebronnen (bv. fotovoltaïsche modules), alsook interfaces voor residentiële DC distributiesystemen en energieopslagsystemen. Hierbij laat de mogelijkheid tot bidirectionele vermogensoverdracht toe om slimme interactieve elektriciteitsnetten te ontwikkelen waarin de energiesystemen een actieve rol spelen in het aanbieden van verschillende netondersteunende diensten. Voorbeelden zijn ‘voertuig-naar-net’ concepten, ‘slimme-huis’ concepten, AC micronetten, en residentiële DC distributiesystemen (DC nanonetten). 

Het voorgesteldewerk onderzoekt de geschiktheid van een eentraps ‘dual active bridge’ (DAB) AC-DC omvormer voor de realisatie van de bovengenoemde bidirectionele energieconversies. In vergelijking met de traditionele tweetraps aanpak kan een eentraps systeem voordelig zijn op het gebied van efficiëntie, volume (vermogensdichtheid), aantal componenten (betrouwbaarheid), gewicht, en kost. Ter validatie van de theoretische analyses is een tweede doelstelling om een ‘state-of-the-art’ (d.w.z. met betrekking tot efficiëntie en vermogensdichtheid) prototype omvormer te realiseren die ontworpen is om te voldoen aan de vereisten voor toekomstige mode 1 batterijladers voor elektrische voertuigen. De beschouwde lader is aan boord van het voertuig opgesteld en koppelt een 400 V DC-bus met het enkelfasige 230 VAC / 50 Hz elektriciteitsnet. Compatibiliteit met huishoudelijke stopcontacten resulteert in een nominale (actieve) AC laadstroom van 16 Armsen een nominaal laadvermogen van 3.7 kW. 

De grootste moeilijkheid die gepaard gaat met het behalen van bovengenoemde doelstellingen ligt in het aanpakken van de fundamentele beperkingen van de bestaandeanalyses en circuitimplementaties van DAB omvormers. Deze beperkingen zijn vooral gerelateerd aan de modulatiestrategieën die voorhanden zijn om de DAB geheel zacht-schakelend (d.w.z. bij wijze van ‘zero voltage switching, ZVS’) te laten werken, en zijn vooral problematisch voor DAB omvormers die onderworpen zijn aan grote in- en/of uitgangsspanningsvariaties, zoals het geval is voor de beschouwde eentraps AC-DC architectuur.

Volledige tekst van het doctoraat / full text

Examencommissie / Board of examiners

  •   Prof. dr. ir. Johan Driesen (promotor)
  •   Prof. dr. ir. Joseph Vandewalle (voorzitter/chairman)
  •   Prof. dr. ir. Dominique Schreurs (secretaris/secretary)
  •   Prof. dr. ir. Jan Genoe
  •   Prof. dr. ir. Geert Deconinck
  •   Prof. dr. ir. Jozef Poortmans
  •   Prof. dr. Johann Walter Kolar , ETH Zürich
  •   Dr. Jeroen Van den Keybus , Triphase NV