Fırçasız çift beslemeli asenkron generatörlerin performans analizi ve kontrolü
Performance analysis and control of brushless doubly fed induction generators
- Tez No: 843227
- Danışmanlar: PROF. DR. BİLAL GÜMÜŞ
- Tez Türü: Doktora
- Konular: Elektrik ve Elektronik Mühendisliği, Electrical and Electronics Engineering
- Anahtar Kelimeler: Fırçasız çift beslemeli asenkron generatörler, Model öngörülü kontrol, Durum uzayı, Transfer fonksiyonu, Brushless doubly-fed induction generators, Model predictive control, Transfer function, State space
- Yıl: 2023
- Dil: Türkçe
- Üniversite: Dicle Üniversitesi
- Enstitü: Fen Bilimleri Enstitüsü
- Ana Bilim Dalı: Elektrik-Elektronik Mühendisliği Ana Bilim Dalı
- Bilim Dalı: Elektrik Makinaları ve Güç Elektroniği Bilim Dalı
- Sayfa Sayısı: 156
Özet
Günümüzde rüzgar enerjisi, artan enerji talebi ile giderek daha da önem kazanmaktadır. Rüzgar enerjisinden üretilen enerji miktarı, türbinle birlikte kullanılan generatör tipine bağlıdır. Fırçasız çift beslemeli asenkron generatörler (FÇBAG), avantajlarından dolayı rüzgar türbinleriyle kullanılan generatör türleri arasında, yaygın kullanılanlardan birisidir. Fırçasız çift beslemeli asenkron generatörlerden en iyi şekilde yararlanmak için, kullanılabilecek birçok kontrol yöntemi arasından ideal bir kontrol yöntemi seçilmelidir. Bu çalışmada öncelikle FÇBAG'nin kontrol yöntemleri analiz edilmiş, ardından bu makine için uygun bir kontrol yöntemi olan model öngörülü kontrol yönteminin tasarım yöntemleri karşılaştırılarak en uygun tasarım yöntemi araştırılmıştır. Model öngörülü kontrol (MPC), rüzgar türbinleri için yaygın olarak kullanılan Fırçasız çift beslemeli asenkron generatörler (FÇBAG'ler) için önemli bir kontrol tekniğidir ve kontrol performansı MPC tasarımından etkilenebilir. Bu tez çalışmasında, FÇBAG'nin rotor tarafı vektör kontrolü için MPC tasarımında transfer fonksiyonu tabanlı model ile durum uzayı tabanlı modelin performansları karşılaştırılmıştır. Bu amaçla, FÇBAG için transfer fonksiyonu tabanlı model öngörülü kontrol (TFMPC) ve durum uzayı tabanlı model öngörülü kontrol (SSMPC) geliştirilmiştir. FÇBAG'in vektör kontrolü, tasarlanan MPC'lere dayalı olarak Matlab/Simulink ortamı kullanılarak simüle edilmiştir. Simülasyon sonuçları, TFMPC'nin SSMPC'den daha iyi sonuçlar ürettiğini göstermiştir. Elde edilen sonuçlar, TFMPC'nin hem dinamik çalışmada hem de kararsız durum çalışmasında etkinliğini ve iyi yanıtını açıkça göstermektedir. TFMPC, güç dalgalanmasını ve harmonikleri azaltarak, FÇBAG tarafından üretilen elektrik gücünün kalitesinde bir iyileşme sağlamıştır. TFMPC ile gerçek değer referans değere yaklaştırılmış ve bu sistemde geçici durumun süresi de azaltılmıştır. Çalışma, MPC'nin parametrelerini hesaplamak için transfer fonksiyonu kullanmanın diğer tasarım modellerinin dezavantajlarını ortadan kaldırabileceğini göstermiştir.
Özet (Çeviri)
Nowadays, wind energy is gaining more and more importance with the increasing energy demand. The amount of energy produced from wind energy depends on the type of generator used with the turbine. Brushless doubly fed induction generators are one of the widely used generator type among the electric generator types used with wind turbines due to their advantages. In order to get the most out of brushless doubly fed induction generators, an ideal control method should be used among alot of control methods that can be used. In this study, first of all, the control methods of BDFIG have been analyzed, then the most suitable design method has been searched by comparing the design methods of the model predictive control method, which is a suitable control method for this machine. Model predictive control (MPC) is an important control technique for Brushless doubly-fed induction generators (BDFIGs) which are commonly used for wind turbines, and its control performance can be affected by the MPC design. In this study, the performances of the transfer function based model and the state space based model are compared in MPC design for BDFIG's rotor side control. For this purpose, transfer function based model predictive control (TFMPC) and state space based model predictive control (SSMPC) were developed for BDFIG. The vector control of the BDFIG was simulated using Matlab / Simulink environment based on the designed MPCs. The simulation results have shown that TFMPC produces better results than SSMPC. Additionally, the simulation results clearly show the effectiveness and good response of TFMPC in both dynamic operation and steady-state operation. TFMPC reduces power ripple and decreases harmonics, resulting in an improvement in the quality of the electrical power generated by the BDFIG. The reference value (set point) was brought closer to the set point with TFMPC, and the duration of the transient condition was also reduced in this system. The study demonstrated that using the transfer function to calculate the parameters of the MPC can eliminate the drawbacks of other design models.
Benzer Tezler
- Fırçasız çift beslemeli asenkron generatörün analizi ve arıza tespiti
Analysis and fault detection of brushless doubly fed induction generator
BARIŞ ÇAVUŞ
Yüksek Lisans
Türkçe
2019
Elektrik ve Elektronik MühendisliğiOndokuz Mayıs ÜniversitesiElektrik-Elektronik Mühendisliği Ana Bilim Dalı
DR. ÖĞR. ÜYESİ ATABAK NAJAFI
- Esnek mimari yaklaşımı ile elektrikli araç güç treni tasarımına katkılar
Contributions to electric vehicle power train design by flexible architecture approach
İLKAN ÇETİN
Yüksek Lisans
Türkçe
2022
Elektrik ve Elektronik Mühendisliğiİstanbul Teknik ÜniversitesiElektrik Mühendisliği Ana Bilim Dalı
DOÇ. DR. DERYA AHMET KOCABAŞ
- High performance position control of linear brushless DC motor
Fırçasız lineer doğru akım motorunun yüksek performanslı konum kontrolü
POORIA NOROUZI
Yüksek Lisans
İngilizce
2015
Elektrik ve Elektronik Mühendisliğiİstanbul Teknik ÜniversitesiElektrik Mühendisliği Ana Bilim Dalı
DOÇ. DR. ÖZGÜR ÜSTÜN
- Design and implementation of a double-sided coreless linear motor
Çift taraflı hava çekirdekli lineer motor tasarımı ve gerçeklenmesiçift taraflı hava çekirdekli lineer motor tasarımı ve gerçeklenmesi
ÖZGE TAŞKIN
Yüksek Lisans
İngilizce
2015
Mekatronik Mühendisliğiİstanbul Teknik ÜniversitesiMekatronik Mühendisliği Ana Bilim Dalı
DOÇ. DR. ÖZGÜR ÜSTÜN
- Design and implementation of double stage starter/generator for hybrid propulsion systems
Hibrit itki sistemleri için çift kademe starter/generator tasarımı ve uygulaması
SAMİ ARSLAN
Doktora
İngilizce
2023
Elektrik ve Elektronik MühendisliğiGazi ÜniversitesiElektrik-Elektronik Mühendisliği Ana Bilim Dalı
DOÇ. DR. TUĞBA SELCEN NAVRUZ
PROF. DR. İRES İSKENDER