Gerilim beslemeli şönt aktif güç filtresi tasarımlanması ve gerçekleştirilmesi
Design and implementation of a votage fed shunt active power filter
- Tez No: 105604
- Danışmanlar: YRD. DOÇ. DR. A. SEMİH BİNGÖL
- Tez Türü: Yüksek Lisans
- Konular: Elektrik ve Elektronik Mühendisliği, Electrical and Electronics Engineering
- Anahtar Kelimeler: Belirtilmemiş.
- Yıl: 2001
- Dil: Türkçe
- Üniversite: Hacettepe Üniversitesi
- Enstitü: Fen Bilimleri Enstitüsü
- Ana Bilim Dalı: Elektrik-Elektronik Mühendisliği Ana Bilim Dalı
- Bilim Dalı: Belirtilmemiş.
- Sayfa Sayısı: 160
Özet
ÖZET Çalışma kapsamında günümüzde mevcut yüksek frekansta anahtarlanabilen güç elektroniği anahtarlama elemanlarından IGBT (Insulated Gate Bipolar Transistor) kullanılarak bir Gerilim Beslemeli Şönt Aktif Güç Filtresi Sistemi tasarımlanmış ve gerçekleştirilmiştir. Geliştirilen kontrol birimi DSP (Digital Signal Processor- TMS320F243) tabanlıdır. Anahtarlama tekniği olarak“Histeresis Bandı Anahtarlama”tekniği kullanılmıştır. Kontrol mantığı ve tasarımlanacak sistem için iki ayrı simülasyon paketi kullanılmıştır. Bunlar sırasıyla MATLAB-SIMULINK ve EMTDC-PSCAD paket programlandır.“Anlık Reaktif Güç Kuramı [1]”kullanılarak üç fazlı simetrik ve dengeli bir Kaynak- Yük ikilisi analiz edilmiştir. Elde edilen sonuçlar ışığında tasarımlanan Aktif Güç Filtresi gerçek bir Endüstriyel Yük (6 Darbeli Tam Kontrollü Tristörlü Çevirgeç) üzerinde denenmiş ve başarımı kuramsal sonuçlar ve simülasyon sonuçlarıyla karşılaştınlmıştır. Uygulamada paralel çalışan iki adet DSP kartı kullanılmıştır. Birinci DSP filtre akımı referans değerlerini hesaplar ve ikinci DSP anahtarlama sinyallerini üretir. IGBT tetikleme sinyalleri kontrol sisteminden sürücü kartına fiber optik kablo yardımıyla iletilmektedir. Bu sayede tetikleme sinyallerinin işlemcinin kontrolü dışında parazitik nedenlerle rasgele oluşma ihtimali azaltılmıştır. Gerçekleştirilen aktif güç filtresinin başarımı üç değişik kipte çalıştırılarak test edilmiştir. Bunlar; i- harmonik yokedimi, ii- reaktif güç kompanzasyonu, iii- aynı anda hem harmonik yokedimi hem de reaktif güç kompanzasyonu. Başarım göstergeleri kaynak akımındaki toplam harmonik bozunma yüzdesi (THB(%)) ve toplam güç faktörü ile kayma faktörü değerleri olmuştur. Aktif güç filtresi yükün küçük faz açılarında (30°'ye kadar) kaynak akımı THB'sım yük akımı THB'sımn yarısının altına başarıyla indirmiştir. Yükün büyük faz açılarında kaynak akımı THB'sında iyileştirme etkisi daha az gerçekleşmiştir. Reaktif güç kompanzasyonunda daha başanlı olan filtre, yükün her faz açısında kayma faktörünü 1.00' a getirmiştir. Toplam güç faktörü ise en kötü durumda0.45'ten 0.93'e yükselmiştir. Toplam güç faktörü değeri yok edilemeyen harmoniklerin reaktif güç etkilerini de içerdiğinden, harmonik yokedimi başarımı iyileştirildiğinde toplam güç faktörü de bire yaklaşacaktır. Aktif güç filtresinin başarımını iyileştirici etkiler tartışılmış ve simülasyon çalışmaları ile desteklenmiştir. Simülasyon çıktılarına göre 20MHz'lik DSP'ler yerine 80Mhz'lik DSP'ler kullanılırsa harmonik yokedimi başarımı mükemmele yakın olacaktır.
Özet (Çeviri)
VI ABSTRACT A voltage-fed shunt active power filter has been designed and implemented. Insulated Gate Bipolar Transistors (IGBT) which allow high frequency switching have been used in the power stage. The control unit is DSP based and the“hysteresis band”technique is employed for switching. Two simulation packages, MATLAB-SIMULINK and EMTCD-PSCAD have been used during various phases of the design and implementation. The control algorithm is based on the“Instantaneous Reactive Power Theory [1],”applied here to a three- phase balanced source-load pair. The active power filter has been tested on a real industrial load (6 pulse fully controlled thyristorized rectifier) and its performance has been evaluated and compared with simulation results. Two DSP cards have been used in the implementation. The first DSP calculates the reference filter currents and the second generates the switching pattern and triggers the IGBTs. Fiber optic cable has been used to carry trigger signals from the DSP card to the IGBT's to avoid inadvertent switching due to noise. Three operating modes have been tested; only harmonic elimination, only reactive power compensation, and both. The figures of merit are THD (Total Harmonic Distortion) for harmonic elimination, and total power factor and displacement factor for reactive power compensation. The active power filter has been successful in harmonic elimination for small load phase angles (up to 30 degrees), reducing the THD to less than half of the value obtained without the filter. For larger phase angles, the improvement in THD is less. Reactive power compensation performance has been very good throughout and the filter has successfully improved the displacement factor to 1.00 for all load phase angles tested. The total power factor, which also includes the reactive power due to uneliminated harmonics, has been improved from 0.45 to 0.93 in the worst case. Improved harmonic elimination performance will make this figure better. Methods to improve filter performance have been discussed. It has been shown by simulation studies that reducing the computation cycle time by using a 80 MHz DSPvıı instead of a 20 MHz one will drastically improve the harmonic elimination performance.
Benzer Tezler
- Gerilim beslemeli ve akım beslemeli üç fazlı şönt aktif güç filtresinin karşılaştırması ve simülasyonu
Comparison and simulation of three phase paralell current source active power filter with voltage source active power filter
HUSSEİN ANWAR
Yüksek Lisans
Türkçe
2009
Elektrik ve Elektronik MühendisliğiGazi ÜniversitesiElektrik ve Elektronik Mühendisliği Bölümü
PROF. DR. M. CENGİZ TAPLAMACIOĞLU
- Design and implementation of a shunt hybrid active power filter
Şönt Melez Aktif Güç Filtresinin tasarımı ve gerçekleştirilmesi
ADNAN TAN
Doktora
İngilizce
2015
Elektrik ve Elektronik MühendisliğiÇukurova ÜniversitesiElektrik-Elektronik Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. MEHMET TÜMAY
DOÇ. DR. KAMİL ÇAĞATAY BAYINDIR
- Enerji iletiminde gerilim kararlı en uygun reaktif güç desteklemelerinin incelenmesi
Başlık çevirisi yok
MUSTAFA BAĞRIYANIK
Doktora
Türkçe
1997
Elektrik ve Elektronik Mühendisliğiİstanbul Teknik ÜniversitesiElektrik-Elektronik Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. NUSRET YÜKSELER
- Manyetik kontrollü şönt reaktör tasarımı ve elektromanyetik analizlerinin gerçekleştirilmesi
Magnetic controlled shunt reactor design and performance of electromagnetic analysis
İSMET KAYMAZ
Yüksek Lisans
Türkçe
2024
Elektrik ve Elektronik MühendisliğiSakarya ÜniversitesiElektrik ve Elektronik Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. MEHMET BAYRAK
- Simulation and circuit design of an inverter driver with sensorless field oriented control for a PMSM used in compressor
PMSM kullanılan kompresör için ve algılayıcısız alan yönlendirmeli kontrol kullanılan evrici sürücünün benzetim ve devre tasarımı
TOLGA ODABAŞI
Yüksek Lisans
İngilizce
2022
Elektrik ve Elektronik Mühendisliğiİstanbul Teknik ÜniversitesiElektrik Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. LALE ERGENE