Asenkron motorun vektör denetimi ile rüzgâr türbinleri için fiziksel emülatör tasarımı ve deneysel uygulaması
Design and experimental application of physical emulator for wind turbines via vector control of induction motor
- Tez No: 517050
- Danışmanlar: DOÇ. DR. MURAT KARABACAK
- Tez Türü: Yüksek Lisans
- Konular: Elektrik ve Elektronik Mühendisliği, Enerji, Electrical and Electronics Engineering, Energy
- Anahtar Kelimeler: Asenkron motorlar, Güç çeviriciler, Rüzgar enerjisi, Yenilenebilir enerji kaynakları, Üç fazlı asenkron motorlar, Induction motors, Power converters, Wind energy, Renewable energy resources, Three phase induction motors
- Yıl: 2018
- Dil: Türkçe
- Üniversite: Sakarya Üniversitesi
- Enstitü: Fen Bilimleri Enstitüsü
- Ana Bilim Dalı: Elektrik-Elektronik Mühendisliği Ana Bilim Dalı
- Bilim Dalı: Belirtilmemiş.
- Sayfa Sayısı: Belirtilmemiş.
Özet
Rüzgâr enerjisi dönüşüm sistemlerinin laboratuvar ortamında araştırılıp geliştirilmesini sağlamak maksadıyla, rüzgâr türbini dinamik davranışlarını temsil eden rüzgâr türbini emülatörleri kullanılmaktadır. Rüzgâr türbini emülatörlerinde denetiminin basit olması nedeniyle doğru akım motorları tahrik motoru olarak sıklıkla tercih edilmiştir. Doğru akım motorları pahalı, bakım süreçleri uzun ve maliyetlidir. Asenkron motorlar ise ucuz ve dayanıklı, bakım gereksinimi az olan elektrik motorlarıdır. Bu yüzden, MW seviyesinde rüzgâr türbini emülatörlerinde asenkron motorların kullanılması çok avantajlıdır. Ayrıca, mikrodenetleyiciler ve güç yarı iletkenlerinde yaşanan gelişmeler sayesinde, günümüzde asenkron motorları doğru akım motorları gibi yüksek performanslı bir şekilde sürmek mümkün hale gelmiştir. Bütün bunlar nedeniyle, bu tez çalışmasında rüzgâr türbini emülatörü için tahrik motoru olarak asenkron motor tercih edilmiştir. Bu çalışmada, önce rüzgâr enerjisi dönüşüm sistemlerinin temel kavramları ele alınmış, sonra asenkron motorun matematiksel modeli ve rotor alanı yönlendirmeli vektör denetim yöntemi detaylı olarak incelenmiştir. Ayrıca evirici yapıları ve darbe genişlik ayarı yöntemleri analiz edilmiştir. Son kısımda, deney düzeneğinin tasarımı detaylı olarak verilmiş ve yarı iletken güç anahtarlarının korunması için alınan önlemler açıklanmıştır. Tasarlanan sistemin başarımını olumsuz yönde etkileyen elektromanyetik girişimin etkileri azaltılmıştır. Güvenli bölgede çalışmanın sağlanması için alınan önlemler ve bu önlemlerin sonuçları analiz edilmiştir. Bu çalışmada tasarlanan rüzgâr türbini emülatörü, seçilen rüzgâr türbininin dinamik davranışını büyük bir doğrulukla temsil etmiş ve teorik tasarımlar deneysel sonuçlarla doğrulanmıştır.
Özet (Çeviri)
Wind turbine emulators representing the dynamic behaviors of wind turbines are used in order to enable the search and development of wind energy conversion systems in laboratory environment. Direct current motors are often preferred as driving motors since the control of wind turbine emulators is simple. Direct current motors are expensive; maintenance processes are long and costly. On the contrary, asynchronous motors are cheap and durable electric motors that require low maintenance. Therefore, the use of asynchronous motors in wind turbine emulators at the MW level is very advantageous. In addition, it is now possible to drive asynchronous motors with a high-performance as direct current motors by means of the improvements in microcontrollers and power semiconductors. Because of these reasons, in this thesis study, induction motor was preferred as the driving motor for wind turbine emulator. In this study, firstly, the basic concepts of wind energy conversion systems were discussed, then the mathematical model of the asynchronous motor and the rotor field oriented vector control method were examined in detail. In addition, the inverter structure and the used pulse width modulation method were theoretically expressed. In the final part of the study, the design of the experimental setup was described in detail and the precautions taken to protect the semiconductor power switches were explained. The precautions taken to reduce the effects of the electromagnetic interference which adversely affect the performance of the designed system and to ensure that it operates in a safe area and the results of these precautions were analyzed. The wind turbine emulator designed in this study was able to represent the dynamic behavior of the selected wind turbine with great accuracy and the theoretical analysis was confirmed by experimental results.
Benzer Tezler
- Sinirsel bulanık denetleyicilerle asenkron motorun dayanıklı hız denetimi
Robust speed control of induction motor using neuro-fuzzy controller
BEŞİR DANDIL
Doktora
Türkçe
2004
Elektrik ve Elektronik MühendisliğiFırat ÜniversitesiElektrik-Elektronik Mühendisliği Ana Bilim Dalı
YRD. DOÇ. DR. FİKRET ATA
DOÇ. DR. MUAMMER GÖKBULUT
- Asenkron motorların yapay sinir ağları ile vektör kontrolü
Vector control of induction motors using neural network
ŞÜKRÜ TAŞKAFA
Yüksek Lisans
Türkçe
2006
Elektrik ve Elektronik MühendisliğiFırat ÜniversitesiElektronik-Bilgisayar Eğitimi Ana Bilim Dalı
DOÇ.DR. MUAMMER GÖKBULUT
- Asenkron motorun kayma kipli ve sinirsel bulanık gözlemleyicilerle algılayıcısız hız denetimi
Sensorless speed control of induction motor using sliding mode and neuro-fuzzy observers
CAFER BAL
Doktora
Türkçe
2007
Elektrik ve Elektronik MühendisliğiFırat ÜniversitesiElektrik-Elektronik Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF.DR. MUAMMER GÖKBULUT
Y.DOÇ.DR. FİKRET ATA
- Üç-fazlı asenkron motorun mikrodenetleyici tabanlı açık çevrim skaler hız denetimi
Microcontroller based open loop scaler speed control of three-phase induction motor
MURAT KARABACAK
Yüksek Lisans
Türkçe
2008
Elektrik ve Elektronik MühendisliğiDüzce ÜniversitesiElektrik Eğitimi Ana Bilim Dalı
YRD. DOÇ. DR. BİLAL SARAÇOĞLU
- Matris konverter ile asenkron motor hızının denetlenmesi
Speed control of induction motor by matrix converter
ALİ SAYGIN
Doktora
Türkçe
2004
Elektrik ve Elektronik MühendisliğiGazi ÜniversitesiElektrik Eğitimi Ana Bilim Dalı
PROF.DR. İSMAİL COŞKUN