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
- Alçak basınçlı borulu sulama şebekeleri projelendirme kriterleri
Design criteria the low pressure pipe irrigation network
RECEP KANIT
- Design of canalet irrigation systems by discrete differential dynamic programming
Başlık çevirisi yok
UFUK ESİN
- Evaluation of two computer aided storm water system design models
Başlık çevirisi yok
MEHMET ALİ ÖZMENEK
