Kytkentäsuojapiirien vertailu erään polttokennojärjestelmän kokoaaltosiltamuuntimen tasasuuntaajassa

Tilaajan polttokennolaitoksessa polttokennoilta saatavaa tasajännitettä nostetaan kokoaaltosiltamuuntimen (H-siltahakkurin) avulla. Tilaaja on havainnut, että kyseisen kokoaaltosiltamuuntimen tasasuuntaajan diodit altistuvat haitallisille ylijännitepiikeille ja jännitteen värähtelylle. Näitä edellä mainittuja jänniterasituksia voidaan ehkäistä erilaisten passiivisten ja aktiivisten kytkentäsuojapiirien avulla. Tämän diplomityön tarkoituksena on etsiä ja vertailla erilaisten kytkentäsuojapiirien soveltuvuutta tutkittavan kokoaaltosiltamuuntimen tasasuuntaajan yhteyteen. Työn vertailukohtina ovat kytkentäsuojapiirin jännitepiikkien ja -värähtelyn ehkäisykyky sekä kyseisen kytkentäsuojapiirin häviöt. Työssä on käsitelty jänniterasitusten syntyyn vaikuttavia syitä ja etsitty kirjallisuudesta erilaisia kytkentäsuojapiirivaihtoehtoja, jotka soveltuvat olemassa olevan kokoaaltosiltamuuntimen tasasuuntaajan suojaukseen. Soveltuvimmat kytkentäsuojapiirit vertailtiin Simplorer 7.0 ohjelmistolla. Simulointien perusteella toteutuskelpoisimmat kytkentäsuojapiirien prototyypit testattiin todellisen kokoaaltosiltamuuntimen yhteydessä. Työn tuloksena havaittiin, että useat monimutkaisemmat kytkentäsuojapiirit eivät soveltuneet kyseisen kokoaaltosiltamuuntimen tasasuuntaajan yhteyteen. Syynä tähän on niiden liian pieni jänniterasitusten vaimennuskyky, tai ne vaativat liian suuria muutoksia olemassa olevan kokoaaltosiltamuuntimen rakenteeseen. Viidestä simuloitavaksi valitusta piiristä neljää voitiin testata todellisen kokoaaltosiltamuuntimen tasasuuntaajan yhteydessä. Simulointi- ja mittaustulosten perusteella voidaan sanoa, että valitut kytkentäsuojapiirit soveltuvat tutkittavan kokoaaltosiltamuuntimen yhteyteen. Työn tuloksina saatujen jännitepiikkien ja tehohäviöiden suuruuksien osalta kytkentäsuojapiirit voidaan asettaan järjestykseen, mutta lopulliseen kytkentäsuojapiirivalintaan vaikuttaa myös toteutettava polttokennojärjestelmäkokonaisuus.fi=Opinnäytetyö kokotekstinä PDF-muodossa.|en=Thesis fulltext in PDF format.|sv=Lärdomsprov tillgängligt som fulltext i PDF-format