Yeni Bir Alçaltıcı-Yükseltici Çevirici Tabanlı Tek Fazlı Evirici Tasarımı Ve Prototip Yapımı

Ömer Faruk YALÇIN (SAKARYA UYGULAMALI BİLİMLER ÜNİVERSİTESİ, TEKNOLOJİ FAKÜLTESİ, MEKATRONİK MÜHENDİSLİĞİ BÖLÜMÜ)
İrfan Selçuk YAZICI, (SAKARYA UYGULAMALI BİLİMLER ÜNİVERSİTESİ, TEKNOLOJİ FAKÜLTESİ, MEKATRONİK MÜHENDİSLİĞİ BÖLÜMÜ)
Uğur ARİFOĞLU (SAKARYA UYGULAMALI BİLİMLER ÜNİVERSİTESİ, TEKNOLOJİ FAKÜLTESİ, MEKATRONİK MÜHENDİSLİĞİ BÖLÜMÜ)
5 4

Proje Grubu: EEEAG Sayfa Sayısı: 71 Proje No: 118E004 Proje Bitiş Tarihi: 01.06.2019 Metin Dili: Türkçe İndeks Tarihi: 05-11-2020

Yeni Bir Alçaltıcı-Yükseltici Çevirici Tabanlı Tek Fazlı Evirici Tasarımı Ve Prototip Yapımı

Öz:
Bu proje çalışmasında, kuplaj transformatörü ve pasif filtre kullanmadan ideal sinüs formuna oldukça yakın çıkış gerilimi üretebilen ve düşük maliyetli alçaltıcı-yükseltici çevirici tabanlı bir fazlı evirici için yeni bir topoloji tasarlanmış ve 0-100 Vp, 0-50 Hz, 0,5 kW çalışma değerlerine sahip bir prototip gerçeklemesi yapılmıştır. Tasarlanan alçaltıcı-yükseltici çevirici tabanlı bir fazlı evirici yeni bir topolojiye sahip olmakla beraber, evirici kontrolünde ?kontrol kuralı? olarak ifade edilen yeni geliştirilen açık çevrim kontrol tekniği ile geri beslemeli PID kontrolcü desteklenerek özgün bir evirici kontrol tekniği tasarlanmıştır. Böylece, farklı evirici çalışma parametrelerinde de eviricinin kararlı ve yüksek performansta çalışması sağlanmıştır. Ayrıca eviricide bulunan tüm güç elektroniği anahtarlama elemanları için evirici topolojisine uygun olarak söndürme (snubber) devreleri tasarlanmış, böylelikle anahtarlama elemanlarının korunması ve eviricinin sağlıklı şekilde çalışması sağlanmıştır. Önerilen evirici topolojisi, literatürde iyi bilinen DA-DA alçaltıcı-yükseltici çeviricinin, çıkışında sinüsoidal gerilim üretecek şekilde yeniden dizayn edilmesi ve buna göre çalıştırılması temeline dayanmaktadır. Güç elektroniği anahtarlama elemanlarının uygun kontrolü ile tasarlanan DA-DA alçaltıcı-yükseltici çeviricinin girişine uygulanan doğru gerilimin polaritesi değiştirilebilmektedir. Böylelikle çevirici çıkışında farklı polaritede alternatif gerilimin elde edilmesi sağlanmıştır. Hem pozitif hem de negatif alternansta sabit değerde çevirici girişine gelen sabit gerilim değerlerinden, anahtarlama oranının sürekli uygun değerlerde değiştirilmesi ile evirici çıkışında yarı sinüsoidal gerilimlerin üretilmesi sağlanmıştır. Böylece periyodik olarak çevirici çıkışında idealde saf sinüsoidal, gerçek zaman uygulamasında ise ideal sinüse çok yakın bir gerilim üretilmiştir. Tasarlan evirici topolojisi için yapılan hem simülasyon hem de gerçek zaman prototip uygulaması testlerinden, tasarlanan bir fazlı eviricinin farklı çalışma parametrelerinde gerilim THD değerleri %5?in altında saf sinüsoidale çok yakın bir fazlı gerilim üretebildiği gösterilmiştir.
Anahtar Kelime: harmonik alçaltıcı-yükseltici çevirici güç elektroniği bir fazlı evirici evirici

Erişim Türü: Erişime Açık
  • Atly, T. T., Aathira, K. V. 2015. “Active buck-boost inverter for inverter air conditioner applications”, International Conference on Electrical, Electronics, Signals, Communication and Optimization (EESCO), 279-287.
  • Atly, T. T., Aathira, K. V. 2015. “Closed loop control of active buck-boost inverter for UPS applications”, International Conference on Circuit, Power and Computing Technologies (ICCPCT), 1-6.
  • Chang, C. H., Cheng, C. A., Chang, E. C., Cheng, H. L. 2015. “Design and implementation of a two-switch buck-boost typed inverter with universal and high-efficiency features”, 9th International Conference on Power Electronics and ECCE Asia (ICPE-ECCE Asia), 2737- 2743.
  • Cho, Y. 2017. “Dual-buck residential photovoltaic inverter with a high-accuracy repetitive current controller”, Renewable Energy, 101, 168-181.
  • Darwish, A., Massoud, A., Holliday, D., Ahmed, S., Williams, B. 2016. “Generation, performance evaluation and control design of single-phase differential- mode buck – boost current-source inverters”, IET Renewable Power Generation, 10, 916-927.
  • Flores-Bahamonde, F., Valderrama-Blavi, H., Maria Bosque-Moncusi, J., Garcia, G., Martinez-Salamero, L. 2016. “Using the sliding-mode control approach for analysis and design of the boost inverter”, IET Power Electronics, 9, 1625-1634.
  • Gandomi, A. A., Varesi, K., Hosseini, S. H. 2015. “DC-AC buck and buck-boost inverters for renewable energy applications”, The 6th International Power Electronics Drive Systems and Technologies Conference (PEDSTC), 77-82.
  • Han B., Kim, M., Lee, S., Lee, J. S. 2015. “Dynamic modeling and integral sliding mode controller design for the Cuk inverter”, 17th European Conference on Power Electronics and Applications (EPE ECCE-Europe), 449-455.
  • Haw, L. K., Dahidah, M. S. A., Almurib H. A. F. 2014. “SHE-PWM cascaded multilevel inverter with adjustable DC voltage levels control for STATCOM applications”, IEEE Transactions on Power Electronics, 29, 6433-6444.
  • Ho, C. N. M., Siu, K. K. M. 2017. “Manitoba inverter – single phase single-stage buck- boost VSI topology”, Energy Conversion Congress and Exposition (ECCE), 4576-4581.
  • Husev, O., Strzelecki, R., Blaabjerg, F., Chopyk, V., Vinnikov, D. 2015. “Novel family of modified qZS buck-boost multilevel inverters with reduced switch count”, 9th International Conference on Compatibility and Power Electronics (CPE), 98-105.
  • Husev, O., Strzelecki, R., Blaabjerg, F., Chopyk, V., Vinnikov, D. 2016. “Novel family of single-phase modified impedance-source buck-boost multilevel inverters with reduced switch count”, IEEE Transactions on Power Electronics, 31, 7580-7591.
  • Ibrahim, M. E., Mansour, A. S., Abd-Elhady, A. M. 2017. “A novel single-stage single-phase buck–boost inverter”, Electrical Engineering, 99, 345–356.
  • IEEE. “Harmonics and IEEE 519”. http://energylogix.ca/harmonics_and_ieee.pdf, Son erişim tarihi: 18 Haziran 2019.
  • Khan, A. A., Cha, H. 2018. “Dual-buck-structured high-reliability and high- efficiency singlestage buck–boost inverters”, IEEE Transactions on Industrial Electronics, 65, 3176-3187.
  • Krishnapriya, C. V., Kochuvila, S., Lekshmi, S. 2015. “Bidirectional buck-boost cascade inverter”, IEEE International Conference on Technological Advancements in Power and Energy (TAP Energy), 114-120.
  • Kumar, A., Sensarma, P. 2017. “A four-switch single-stage single-phase buck–boost inverter”, IEEE Transactions on Power Electronics, 32, 5282-5292.
  • Lee, M., Kim, J. W., Lai, J. S. 2019. “Single inductor dual buck-boost inverter based on halfcycle PWM scheme with active clamping devices”, IET Power Electronics, 12, 1011-1020.
  • Malarvizhi, M., Gnanambal, I. 2015. “An integrated technique for eliminating harmonics of multilevel inverter with unequal DC sources”, International Journal of Electronics, 102, 293- 311.
  • Mehrnami, S., Mazumder, S. K. 2015. “Discontinuous modulation scheme for a differentialmode Cuk inverter”, IEEE Transactions on Power Electronics, 30, 1242-1254. Mehrnami, S., Mazumder, S. K., Soni, H. 2016, “Modulation scheme for three-phase differential-mode Cuk inverter”, IEEE Transactions on Power Electronics, 31, 2654-2668.
  • Mohan, N., Undeland, T. M., Robbins W. P. 2003. Power Electronics: Converters, Applications, and Design (3). USA: John Wiley & Sons Inc.
  • Narimani, M., Mochopoulos G. 2012. “Selective harmonic elimination in three-phase multimodule voltage source inverters”, 27th Annual IEEE Applied Power Electronics Conference and Exposition, 1562-1567.
  • Nishad, M. T., Shafeeque, M. K. 2016. “A novel single stage buck boost inverter for photovoltaic applications”, International Conference on Electrical, Electronics, and Optimization Techniques (ICEEOT), 3067-3071.
  • Qin, L., Hu, M., Lu, D. D. C., Feng, Z., Wang, Y., Kan, J. 2018. “Buck–boost dual-legintegrated step-up inverter with low THD and single variable control for single-phase highfrequency AC microgrids”, IEEE Transactions on Power Electronics, 33, 6278-6291.
  • Sari, K. P., Chandrabose, K. N. 2015. “Enhancement of HVDC transmission system stability using bidirectional buck boost inverter”, IEEE International Conference on Power, Instrumentation, Control and Computing (PICC), 1-6.
  • Sen, P. C. 2008. Power Electronics (30). New Delhi: McGraw-Hill.
  • Shojaei, A., Fathi S. H. 2011. “An improved selective harmonics elimination method to reduce voltage THD in parallel multilevel inverters”, International Review of Electrical Engineering, 6, 3196-3203.
  • Shubhra, S., Mishra, S. 2016. “A coupled inductor based high boost inverter with sub-unity turns-ratio range”, IEEE Transactions on Power Electronics, 31, 7534-7543.
  • Singh, B., Saha, R., Chandra, A., Al-Haddad K. 2009. “Static synchronous compensators (STATCOM): a review”, IET Power Electronics, 2, 297-324.
  • Song, S. G., Park, S. J., Joung, Y. H., Kang F. S. 2011. “Multilevel inverter using cascade 3- phase transformers with common-arm configuration”, Electric Power System Research, 81, 1672-1680.
  • Sreekanth, T., Lakshminarasamma, N., Mishra, M. K. 2016. “Coupled inductor-based singlestage high gain DC–AC buck–boost inverter”, IET Power Electronics, 9, 1590-1599.
  • Sreekanth, T., Lakshminarasamma, N., Mishra, M. K. 2017. “A single-stage grid-connected high gain buck–boost inverter with maximum power point tracking”, IEEE Transactions on Energy Conversion, 32, 330-339.
  • Surendran, S., Selvakumar, R. B. 2014. “Cascaded dual buck inverter with sensorless current control method for grid connected photo voltaic systems”, International Conference on Green Computing Communication and Electrical Engineering (ICGCCEE), 1-6.
  • Tang, Y., Xu, F., Bai, Y., He, Y. 2016. “Comparative analysis of two modulation strategies for an active buck–boost inverter”, IEEE Transactions on Power Electronics, 31, 7963-7971.
  • Taniguchi, K., Okumura A. 1993. “A PAM inverter system for vector control of induction motor”, Power Conversion Conference, 478-483.
  • Todkar, R. R., Shinde, S. M. 2016. “A solar photovoltaic system for ATM by using buckboost integrated full bridge inverter”, 2nd IEEE International Conference On Advances in Electrical and Electronics, Information, Communication and Bio Informatics (IEEE AEEICB), 336-340.
  • Xu, S., Shao, R., Chang, L., Mao, M. 2018. “Single-phase differential buck–boost inverter with pulse energy modulation and power decoupling control”, IEEE Journal of Emerging and Selected Topics in Power Electronics, 6, 2060-2072.
  • Xu, S., Yang, S., Shao, R., Chang, L. 2015. “Closed-loop pulse energy modulation of a three switch buck-boost inverter”, IEEE Energy Conversion Congress and Exposition, 2485-2489. Yalçın, F. 2009. “Bir fazlı evirici tasarımı”, Y. Lisans Tezi, Sakarya Üniversitesi, Sakarya. 62
  • Yalçın, F. 2013. “FACTs cihazları içere AA-DA sisteminde optimal güç akışı hesabı için yeni bir yaklaşım”, Doktora Tezi, Sakarya Üniversitesi, Sakarya.
  • Yalçın, F., Arifoğlu U. 2013. “Seçmeli harmonik eliminasyon metodu tabanlı bir fazlı evirici tasarımı”, Sakarya Üniversitesi Fen Bilimleri Enstitüsü Dergisi, 17, 329-335.
APA YALÇIN Ö, YAZICI İ, ARİFOĞLU U (2019). Yeni Bir Alçaltıcı-Yükseltici Çevirici Tabanlı Tek Fazlı Evirici Tasarımı Ve Prototip Yapımı. , 1 - 71.
Chicago YALÇIN Ömer Faruk,YAZICI İrfan Selçuk,ARİFOĞLU Uğur Yeni Bir Alçaltıcı-Yükseltici Çevirici Tabanlı Tek Fazlı Evirici Tasarımı Ve Prototip Yapımı. (2019): 1 - 71.
MLA YALÇIN Ömer Faruk,YAZICI İrfan Selçuk,ARİFOĞLU Uğur Yeni Bir Alçaltıcı-Yükseltici Çevirici Tabanlı Tek Fazlı Evirici Tasarımı Ve Prototip Yapımı. , 2019, ss.1 - 71.
AMA YALÇIN Ö,YAZICI İ,ARİFOĞLU U Yeni Bir Alçaltıcı-Yükseltici Çevirici Tabanlı Tek Fazlı Evirici Tasarımı Ve Prototip Yapımı. . 2019; 1 - 71.
Vancouver YALÇIN Ö,YAZICI İ,ARİFOĞLU U Yeni Bir Alçaltıcı-Yükseltici Çevirici Tabanlı Tek Fazlı Evirici Tasarımı Ve Prototip Yapımı. . 2019; 1 - 71.
IEEE YALÇIN Ö,YAZICI İ,ARİFOĞLU U "Yeni Bir Alçaltıcı-Yükseltici Çevirici Tabanlı Tek Fazlı Evirici Tasarımı Ve Prototip Yapımı." , ss.1 - 71, 2019.
ISNAD YALÇIN, Ömer Faruk vd. "Yeni Bir Alçaltıcı-Yükseltici Çevirici Tabanlı Tek Fazlı Evirici Tasarımı Ve Prototip Yapımı". (2019), 1-71.
APA YALÇIN Ö, YAZICI İ, ARİFOĞLU U (2019). Yeni Bir Alçaltıcı-Yükseltici Çevirici Tabanlı Tek Fazlı Evirici Tasarımı Ve Prototip Yapımı. , 1 - 71.
Chicago YALÇIN Ömer Faruk,YAZICI İrfan Selçuk,ARİFOĞLU Uğur Yeni Bir Alçaltıcı-Yükseltici Çevirici Tabanlı Tek Fazlı Evirici Tasarımı Ve Prototip Yapımı. (2019): 1 - 71.
MLA YALÇIN Ömer Faruk,YAZICI İrfan Selçuk,ARİFOĞLU Uğur Yeni Bir Alçaltıcı-Yükseltici Çevirici Tabanlı Tek Fazlı Evirici Tasarımı Ve Prototip Yapımı. , 2019, ss.1 - 71.
AMA YALÇIN Ö,YAZICI İ,ARİFOĞLU U Yeni Bir Alçaltıcı-Yükseltici Çevirici Tabanlı Tek Fazlı Evirici Tasarımı Ve Prototip Yapımı. . 2019; 1 - 71.
Vancouver YALÇIN Ö,YAZICI İ,ARİFOĞLU U Yeni Bir Alçaltıcı-Yükseltici Çevirici Tabanlı Tek Fazlı Evirici Tasarımı Ve Prototip Yapımı. . 2019; 1 - 71.
IEEE YALÇIN Ö,YAZICI İ,ARİFOĞLU U "Yeni Bir Alçaltıcı-Yükseltici Çevirici Tabanlı Tek Fazlı Evirici Tasarımı Ve Prototip Yapımı." , ss.1 - 71, 2019.
ISNAD YALÇIN, Ömer Faruk vd. "Yeni Bir Alçaltıcı-Yükseltici Çevirici Tabanlı Tek Fazlı Evirici Tasarımı Ve Prototip Yapımı". (2019), 1-71.
Sayfa Oluşturulma Tarihi
24-04-2024 1:45

İLETİŞİM

TÜBİTAK ULAKBİM TR Dizin

Yüzüncüyıl, İşçi Blokları Mahallesi

Muhsin Yazıcıoğlu Caddesi No:51/C

06530 Çankaya / ANKARA +90 (312) 298 92 00

trdizin@tubitak.gov.tr

TÜBİTAK ULAKBİM Ulusal Akademik Ağ ve Bilgi Merkezi Cahit Arf Bilgi Merkezi © Tüm Hakları Saklıdır. Gizlilik Politikası Kullanım Şartları