Şebeke bağlantılı üç seviyeli aktif orta noktası kenetlemeli (ANPC) eviricinin denetimi
Control of grid-connected three-level active neutral point clamped (ANPC) inverter
- Tez No: 988330
- Danışmanlar: PROF. İBRAHİM SEFA
- Tez Türü: Doktora
- Konular: Elektrik ve Elektronik Mühendisliği, Enerji, Electrical and Electronics Engineering, Energy
- Anahtar Kelimeler: Belirtilmemiş.
- Yıl: 2025
- Dil: Türkçe
- Üniversite: Gazi Üniversitesi
- Enstitü: Fen Bilimleri Enstitüsü
- Ana Bilim Dalı: Elektrik-Elektronik Mühendisliği Ana Bilim Dalı
- Bilim Dalı: Belirtilmemiş.
- Sayfa Sayısı: Belirtilmemiş.
Özet
Bu çalışma, çok seviyeli dönüştürücülerin performansını olumsuz yönde etkileyen orta nokta gerilimi dalgalanmalarının sistem davranışı üzerindeki etkilerini incelemekte ve gerekli DA-bara kondansatörü kapasitesini önemli ölçüde azaltırken sistem kararlılığını koruyan gelişmiş bir denetim stratejisi önermektedir. Araştırmada, aktif orta noktası kenetlemeli dönüştürücü (ANPC) topolojisinde gerilim dengesizliğinin aktif denetimi sayesinde daha düşük kondansatör değerleriyle kararlı işletim sağlanabileceği gösterilmiştir. Bu amaçla, bulanık mantık denetleyici (BMD) ile üçüncü harmonik enjeksiyonlu darbe genişlik modülasyonu (THIPWM) yöntemlerini birleştiren hibrit bir denetim yaklaşımı geliştirilmiştir. Önerilen yöntemin, klasik PI tabanlı denetim yöntemine kıyasla gerilim dengelemede üstünlük sağladığı hem benzetim hem de deneysel çalışmalar ile ortaya konulmuştur. Deneysel bulgular, DA-barası gerilim dalgalanmasının tepeden tepeye değerinin 116 V'tan 4 V'a düştüğünü ve faz akımı toplam harmonik bozulmasının (THD) %3,6'dan %0,8'e gerilediğini göstermektedir. Ayrıca, bu yöntemle gerekli kondansatör boyutunda yaklaşık 26 katlık bir azalma sağlanmış, bu da donanım maliyetinin düşürülmesi, sistem güvenilirliğinin artırılması ve daha kompakt bir yapıya ulaşılması açısından önemli bir avantaj sunmuştur. 62,5 kW gücündeki deneysel prototipte, teorik olarak 7,8 mF kondansatör gereksinimine karşın yalnızca 0,3 mF ile kararlı çalışmanın sağlandığı gösterilmiştir. Sonuç olarak çalışma, çok seviyeli dönüştürücülerde gerilim dengeleme için etkin, düşük maliyetli ve güvenilir bir yöntem sunarak güç elektroniği literatürüne önemli bir katkı sunmaktadır.
Özet (Çeviri)
This dissertation investigates the effects of neutral-point voltage fluctuations on the performance of multilevel converters and introduces an advanced control strategy that significantly reduces the required DC-link capacitance while preserving system stability. It is demonstrated that active voltage imbalance control in active neutral-point-clamped (ANPC) topologies enables stable operation with much smaller capacitor values. To this end, a hybrid control method combining fuzzy logic control (BMD) and third-harmonic injection pulse-width modulation (THIPWM) is developed. Comparative analyses reveal that the proposed strategy achieves superior voltage balancing performance compared to conventional PI-based controllers. Experimental findings show that the peak-to-peak DC-link voltage fluctuation is reduced from 116 V to only 4 V, while the phase current total harmonic distortion (THD) decreases from 3.6% to 0.8%. Furthermore, the approach enables an approximately 26-fold reduction in DC bus capacitance, thereby reducing system cost and complexity while improving reliability. A 62.5 kW prototype validated the method, operating reliably with only 0.3 mF capacitors, as opposed to the theoretically required 7.8 mF. Overall, this study contributes to power electronics by presenting an efficient, cost-effective, and robust control methodology for multilevel inverter applications, validated through both simulation and experimental results.
Benzer Tezler
- Adaptive signal processing based intelligent method for fault detection and classification in microgrids
Mikroşebekelerde arıza tespiti ve sınıflandırması için adaptif sinyal işleme tabanlı akıllı yöntem
RESUL AZİZİ
Doktora
İngilizce
2022
Enerjiİstanbul Teknik ÜniversitesiElektrik Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. ŞAHİN SERHAT ŞEKER
- Fotovoltaik uygulamalar için çok seviyeli eviricide modülasyon tekniklerinin karşılaştırmalı analizi
A comparative analysis of modulation techniques in multilevel inverter for pv applications
NAZLICAN ÇAVLİ
Yüksek Lisans
Türkçe
2021
Elektrik ve Elektronik MühendisliğiKaradeniz Teknik ÜniversitesiElektrik-Elektronik Mühendisliği Ana Bilim Dalı
DOÇ. DR. EMRE ÖZKOP
- Elektrikli araçlar için bütünleşik şarj sisteminin tasarımı
Design of integrated charging system for electric vehicles
ÇAĞDAŞ HİSAR
Doktora
Türkçe
2025
Elektrik ve Elektronik MühendisliğiGazi ÜniversitesiElektrik-Elektronik Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. İBRAHİM SEFA
- Effect of distributed generation in real network
Gerçek dağıtım sebekesinde dağıtık üretiminin etkisi
MAHDIS DELKHOONI
Yüksek Lisans
İngilizce
2019
Elektrik ve Elektronik Mühendisliğiİstanbul Teknik ÜniversitesiElektrik Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. BELGİN TÜRKAY
- Üç fazlı şebeke bağlantılı çok seviyeli evirici kullanarak aktif filtreleme yeteneğine sahip fotovoltaik sistemin tasarımı ve uygulanması
Design and application of photovoltaic system capable of active power filtering using three phase grid connected multilevel inverter
SERKAN SEZEN