Hydrogen production system with fuzzy logic-controlled converter

Abstract

Electrolyte current must be controlled in the water electrolysis systems. For this purpose, the power converter for the cell stack of the electrolyzer used in industrial hydrogen production is realized. A series resonant converter, which is suitable for high input voltage and low output current applications, is used as power stage of the electrolyzer. The high-frequency transformer is used for the impedance matching. While the system is running, the electrical resistance of the electrolyzer changes continuously; thus, fuzzy logic controller (FLC) is used to control the output current of the power converter. In this study, a 700-W converter prototype is designed and controlled by the frequency modulation technique in the range of 290-360 kHz. The converter is tested for different output currents and it is observed that the power switches are turned on under soft switching conditions while FLC closely follows reference inputs.

Rezonans dönüştürücülü hidrojen üretim sisteminin gerçekleştirilmesi

“…Elektroliz Elektroliz uygulamaları için gerçekleştiren rezonans dönüştürücü yapıları arasında da izolesiz ve izoleli dönüştürücüler bulunmaktadır [11][12][13][14]. İzolesiz olarak gerçekleştirilen rezonans anahtarlamalı dönüştürücü yapısı sıfır gerilim anahtarlamalı kısmi rezonans alçaltıcı tip dönüştürücüdür [14].…”

“…İzolesiz olarak gerçekleştirilen rezonans anahtarlamalı dönüştürücü yapısı sıfır gerilim anahtarlamalı kısmi rezonans alçaltıcı tip dönüştürücüdür [14]. İzoleli olarak gerçekleştirilen rezonans anahtarlamalı dönüştürücü yapıları faz kaymalı (FK) sıfır gerilim anahtarlamalı (SGA) tam köprü [11], FM kontrollü seri rezonans [12] ve FK kontrollü LLC seri rezonans dönüştürücüdür [13]. Daha önce gerçekleştirilen çalışmadan [12] farklı olarak rezonans bobini haricen eklenerek kalite faktörünün belirlenmesinde herhangi bir sınırlandırmanın önüne geçilmiştir.…”

“…İzoleli olarak gerçekleştirilen rezonans anahtarlamalı dönüştürücü yapıları faz kaymalı (FK) sıfır gerilim anahtarlamalı (SGA) tam köprü [11], FM kontrollü seri rezonans [12] ve FK kontrollü LLC seri rezonans dönüştürücüdür [13]. Daha önce gerçekleştirilen çalışmadan [12] farklı olarak rezonans bobini haricen eklenerek kalite faktörünün belirlenmesinde herhangi bir sınırlandırmanın önüne geçilmiştir. Dönüştürücüde kalite faktörü yeterince yüksek seçilerek farklı oranlarda hidrojen üretiminin gerçekleştirilmesi için değiştirilmesi gereken anahtarlama frekansının değişim aralığı daraltılmıştır.…”

D Sınıfı Eviricinin Runge-Kutta Metodu ile Analizinin Yapılması

“…Güç dönüştürücü devrelerin anahtarlanması için sert anahtarlama [1] veya yumuşak anahtarlama [2-4] teknikleri kullanılabilir. Bir güç dönüştürücü devreden beklenilen yüksek verim, düşük maliyet ve küçük hacimdir [4]. Sert anahtarlama teknikleri kullanılan bir güç dönüştürücüde yüksek anahtarlama frekansı anahtarlama kayıplarının artması nedeniyle verimin düşmesine, yüksek Elektromanyetik Girişime (EMI) ve anahtarlar üzerinde stres oluşmasına neden olur [1, 5,6].…”

“…Rezonans güç dönüştürücülerinin kullanılması sayesinde anahtarlama kayıpları olmadan ve EMI azaltılarak güç dönüştürücü devre çalıştırılabilir [9]. Aynı zamanda rezonans devre ile güç dönüştürücü çıkışındaki istenmeyen harmonik bileşenler süzülerek kare dalga akım sinyali yerine sinüzoidal bir akım sinyali elde edilir [4]. Bu tip devrelere seri rezonans güç dönüştürücüleri denilmektedir.…”