Tek Faz Dört Bölgeli Dgm Çevirici Kontrolü

Abstract

Bu tez çalışmasında modern güç sistemlerinde kullanılan tek faz dört bölgeli DGM çevirici kontrolü ele alınmıştır. Çalışmada ilk olarak dört bölgeli DGM çeviricilerin çalışma prensipleri, matematiksel tanımı ve modellenmesi anlatılmıştır. Ayrıca kontrol sistemi için girdi olarak kabul edilen pasif elemanların boyutlandırılmasında dikkat edilmesi gereken noktalar hakkında bilgiler verilmiştir. Daha sonra senkronizasyon kontrolü, akım kontrolü ve gerilim kontrolü olmak üzere üç ana başlık altında kontrol sistemi tasarlanmıştır. Senkronizasyon kontrolünün sağlanabilmesi için tek faz PLL yapısı kullanılmıştır. Akım kontrolörü olarak PR kontrolör kullanılmıştır. Gerilim kontrolü ise klasik PI kontrolör ile yapılmıştır. Tasarımı yapılan çevirici kontrol algoritmasının performansı bilgisayar ortamında yapılan benzetim çalışmaları ile doğrulanmıştır. Son olarak tüm kontrol sistemi 30kW gücünde laboratuvar düzeneği üzerinde test edilmiştir. Tasarlanan kontrol algoritmasının farklı çalışma durumlarındaki deneysel sonuçları verilmiştir. Yapılan incelemeler sonucunda çevirici kontrol sisteminin beklenildiği şekilde yüksek güç kalitesi, sinüzoidal giriş akımı ve çift yönlü güç akışı sağladığı doğrulanmıştır.

This thesis work is focused on control of single phase four-quadrant PWM converters used in grid connected modern power electronics applications. Firstly, operating principles and mathematical description of the four-quadrant PWM converters are given. Then the modeling of the converter and design of control system is discussed. Also the information about sizing considerations of passive elements which are accepted as an input to the control system is given. Then, the control system is designed under three main headings as synchronization control, current control and voltage control. The simulation results have been obtained using Matlab/Simulink and PLECS Blockset. Control system is modeled as a discrete system to get the response closest to the actual system. Control blocks are implemented in Matlab/Simulink and power stage is implemented in PLECS. The entire control system is verified on a 30 kW single-phase PWM converter test setup. The experimental results have shown that bidirectional power flow, sinusoidal input current, high power factor correction and constant output voltage have been achieved.