Multiwinding Medium Frequency Transformer for Application in Proposed EV Fast Charging Architecture Incorporating a 400 Hz Microgrid
Author
Narendra, Tanmay
Term
4. term
Education
Publication year
2025
Submitted on
2025-05-28
Pages
94
Abstract
Electric vehicles are growing rapidly, and DC fast charging shortens charging times and makes long trips more practical. However, consistent safety protection and metering standards are still developing, and vehicles use different DC bus voltages, which complicates charging. This thesis proposes a DC fast-charging architecture built on a 400 Hz AC microgrid (a local AC network operating at 400 Hz) and a multiwinding transformer (a transformer with several windings to supply multiple voltage levels). The main focus is the design of a 10 kVA multiwinding transformer, evaluated with a dual-output SAB power converter. The work discusses core material selection, conductor sizing, the target operating flux density, and practical manufacturing steps. The transformer is tested with open-circuit and short-circuit measurements and operated with the dual-output SAB converter under certain limitations. The thesis reports results, identifies shortcomings, and outlines possible remedies, and concludes with key challenges and lessons learned as a starting point for implementing the proposed architecture.
Elbiler er vokset kraftigt de seneste år, og DC-hurtigladning gør opladning hurtigere og langdistancekørsel mere realistisk. Men der er stadig behov for pålidelige standarder for beskyttelse og måling, og elbiler har forskellige DC-busspændinger, som gør ensartet opladning vanskelig. Dette speciale foreslår en DC-hurtigladearkitektur baseret på et 400 Hz AC-mikronet (et lokalt vekselstrømsnet ved 400 Hz) og en flerviklingstransformer (en transformer med flere viklinger til at levere flere spændingsniveauer). Hovedfokus er designet af en 10 kVA flerviklingstransformer, som afprøves sammen med en SAB-konverter med to udgange. Specialet gennemgår valg af kernemateriale, dimensionering af ledere, valg af optimal magnetisk fluxdensitet og praktiske trin i fremstillingen. Transformeren testes med tomgangs- og kortslutningstests og i drift med den duale SAB-konverter inden for visse begrænsninger. Resultaterne præsenteres, kendte mangler identificeres, og mulige løsninger skitseres. Arbejdet afsluttes med de vigtigste udfordringer og erfaringer som afsæt for at implementere den foreslåede arkitektur.
[This apstract has been rewritten with the help of AI based on the project's original abstract]
Keywords