High performance current control methods for voltage source converters with saturable inductors
Doymalı indüktörlü gerilim kaynağı dönüştürücülerde yüksek başarımlı akım denetim yöntemleri
- Tez No: 579730
- Danışmanlar: PROF. DR. AHMET MASUM HAVA
- Tez Türü: Doktora
- Konular: Enerji, Elektrik ve Elektronik Mühendisliği, Energy, Electrical and Electronics Engineering
- Anahtar Kelimeler: Belirtilmemiş.
- Yıl: 2019
- Dil: İngilizce
- Üniversite: Orta Doğu Teknik Üniversitesi
- Enstitü: Fen Bilimleri Enstitüsü
- Ana Bilim Dalı: Elektrik-Elektronik Mühendisliği Ana Bilim Dalı
- Bilim Dalı: Belirtilmemiş.
- Sayfa Sayısı: Belirtilmemiş.
Özet
Darbe GeniŞlik Modülasyonlu (DGM) gerilim kaynaklı dönüŞtürücü (GKD)'ler günümüz Şebeke bağlantılı güç elektroniği teknolojilerinin yapı taşıdır. DGM-GKD sistemlerinde derin doyma özellikli filtre indüktörlerinin kullanımı üstün boyut, maliyet ve verim sebebiyle avantajlıdır. Buna rağmen doymalı indükterlerin kullanımıyla akım kontrol dinamikleri doğrusal olmayan hale gelir. Geleneksel doğrusal akım kontrol yöntemlerinin böylesine doğrusal olmayan sistemlerde kullanımı kontrol bant genişliği daralması şeklinde önemli dinamik başarım kaybı ve düşük frekans harmoniklerin yükselmesi şeklinde kalıcı durum dalga şekli kalitesi bozulması ile sonuçlanır. Bu tez geleneksel doğrusal akım denetleyicili DGM-GKD sistemlerde başarım sorunlarını çözmek için Ters Dinamik Model Tabanlı Dengeleme (TDMTD) yöntemini ve Direnç Ayrışmalı Doyma Dengelemesi (DADD) yöntemini önerir. Yöntemlerin uygulanmasından önce doğrusal olmayan L-R parametreleri karakterize edilir. Doğrusal olmayan sistem karakteristik önbilgisiyle önerilen yöntemler sonuçta doğrusal denetleyicilerin başarılı bir şekilde çalışacagı varsayımsal bir doğrusal sistem verecek şekilde doğrusal olmayan sistemi doğrusallaştırır. Bu yöntemler tek faz (1F) (yarım köprü (YK) ve tam köprü (TK)) ve çok faz YK ve TK GKD sistemlerine uygulanabilir. 1F (YK/TK) ve çok faz YK sistemlerin doğrusallaştırılmasında tek hat parametreleri kullanılır. Sıradışı olarak, çok faz sistemlerde faz arası doğrusal olmayan sistem modeli sistem doğrusallaştırılması için kurulur ve kullanılır. Önerilen yöntemler tek faz ve üç faz şebeke bağlantılı DGM-GKD'lere uygulanmıştır. Yöntemlerin kapsamlı dinamik tepki, parametre sapması ve kalıcı durum başarım değerlendirmesi geleneksel yöntemlerle karşılaştırmalı olarak yapılmıştır. Yöntemlerin yüksek başarım özellikleri analiz, benzetim ve laboratuvar deneyleriyle doğrulanmıştır.
Özet (Çeviri)
Pulse Width Modulated (PWM) Voltage-Source Converters (VSCs) are the building blocks of today's power electronics technology for grid-connected systems. In PWM-VSC systems, utilization of filter inductors with deep saturation characteristics is often advantageous due to improved size, cost, and efficiency. However, with the inclusion of saturable inductors, current control dynamics become nonlinear. The utilization of conventional linear current regulation methods in such nonlinear systems results in significant dynamic performance loss as bandwidth shrinkage and poor steady-state current waveform quality as amplification of low-frequency harmonics. This thesis proposes an Inverse Dynamic Model Based Compensation (IDMBC) method and a Saturation Compensation with Resistive Decoupling (SCRD) method to overcome the performance issues of PWM-VSC systems with conventional linear current regulators. Prior to implementation, the nonlinear VSC system L-R parameters are characterized. Employing the nonlinear system characteristics foreknowledge, the proposed methods linearize the nonlinear plant in the large yielding a fictitious linear plant such that linear controllers perform satisfactorily. These methods can be applied to single-phase (1P) (half-bridge (HB) and full-bridge (FB)) and multiphase HB and FB VSC systems. In 1P (HB/FB) and multiphase HB systems single-line dynamic parameters are used in the linearization. Unconventionally, in multiphase FB systems the line-to-line nonlinear system model is established and utilized in the linearization. The proposed methods are applied to single-phase and three-phase PWMVSC grid-connected systems. A thorough dynamic response, parameter mismatch, and steady-state performance assessment of the methods is performed in comparison with conventional methods. Advantageous performance attributes are demonstrated via analyses, simulations, and laboratory experiments.
Benzer Tezler
- Performance evaluation and comparison of low voltage grid-tied three-phase AC/DC converter configurations with SIi and SiC semiconductor switches
Si ve SiC yarı iletken anahtarlı, alçak gerilim 3 faz şebeke bağlantılı AC/DC güç dönüştürücü topolojilerinin performans değerlendirmesi ve karşılaştırılması
OĞUZHAN ÖZTOPRAK
Yüksek Lisans
İngilizce
2019
Elektrik ve Elektronik MühendisliğiOrta Doğu Teknik ÜniversitesiElektrik-Elektronik Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. AHMET MASUM HAVA
- Çok fazlı yükseltici tip dc-dc dönüştürücüler için dışbükey optimizasyon kullanılarak sabit dereceli gürbüz h∞ kontrolcü sentezi
Robust fixed order h∞ controller synthesis using convex optimization for dc-dc multi phase boost converters
RIDVAN KESKİN
Doktora
Türkçe
2023
Elektrik ve Elektronik MühendisliğiZonguldak Bülent Ecevit ÜniversitesiElektrik ve Elektronik Mühendisliği Ana Bilim Dalı
DOÇ. DR. İBRAHİM ALIŞKAN
DR. ERSİN DAŞ
- Rüzgar türbin-generatör sistemlerinin modellemesi, kontrolü ve şebeke gerilim düşmelerine karşı sistem davranışının analizi
System behaviour analysis against network voltage drops and modeling, control of wind turbine-generator systems
OZAN AYKUT
Yüksek Lisans
Türkçe
2019
Elektrik ve Elektronik Mühendisliğiİstanbul Teknik ÜniversitesiElektrik Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. GÜVEN KIRIŞ KÖMÜRGÖZ
- Asenkron makinaların rotor alan yönlendirmeli kontrolu
Control of induction machines by means of vector control
MUHAMMET METLEK
Yüksek Lisans
Türkçe
1994
Elektrik ve Elektronik Mühendisliğiİstanbul Teknik ÜniversitesiPROF.DR. M. EMİN TACER
- Modelling longitudinal motion of an electric vehicle and wheel slip control through NN based uncertainty prediction
Elektrikli aracın boyuna hareketinin modellenmesi ve yapay sinir ağı tabanlı belirsizlik kestirimli tekerlek kayma kontrolü
DUYGU ÖZYILDIRIM
Yüksek Lisans
İngilizce
2021
Mekatronik Mühendisliğiİstanbul Teknik ÜniversitesiMekatronik Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. OVSANNA SETA ESTRADA