Asimetrik Çok Seviyeli Kaskad Evirici Tasarımı Ve Uygulaması

---

Tezin Türü: Doktora

Tezin Yürütüldüğü Kurum: Gazi Üniversitesi, Fen Bilimleri Enstitüsü, Türkiye

Tezin Onay Tarihi: 2019

Tezin Dili: Türkçe

Öğrenci: Gökhan KEVEN

Danışman: İLHAMİ ÇOLAK

Açık Arşiv Koleksiyonu: AVESİS Açık Erişim Koleksiyonu

Özet:

Bu tez çalışmasında, asimetrik çok seviyeli kaskad bir eviricinin tasarımı ve uygulaması gerçekleştirilmiştir. Yenilenebilir enerji kaynaklarının kullanımının artmasıyla birlikte, bu kaynaklarda üretilen enerjinin dönüşümü önem kazanmıştır. Çok seviyeli eviricilerde seviye sayısının artışı, çıkış gerilimindeki dV/dt oranını azaltarak, çıkışta elde edilen alternatif akımın sinüse yakın olmasını sağlamaktadır. Asimetrik çok seviyeli kaskad evirici yapısı daha az anahtarlama elamanı kullanılarak, çıkışta daha fazla gerilim seviyesi elde edilmesine imkân vermektedir. Bununla birlikte eviricinin anahtarlama işaretlerinin üretilmesi karmaşıklaşmaktadır. Çok seviyeli eviricilerin anahtarlamasında uzay vektör ve sinüsoidal darbe genişlik modülasyon teknikleri yaygın olarak kullanılmaktadır. Evirici tasarımında öncelikle benzetim sonuçları alınmış, sonra donanım tasarımı gerçekleştirilerek, akım ve gerilime ait çıkış toplam harmonik değerleri incelenmiştir. Toplam harmonik bozulmayı düşürmek için sisteme geri besleme kontrol yöntemi eklenmiştir. Toplam harmonik bozulma değerinin azaltılması için kullanılan geri besleme tekniklerinden birisi olan oransal rezonans (PR) kontrol yöntemi, çıkıştan alınan örnekleme işaretini bir referans değerle karşılaştırılarak, istenilen frekansta maksimum kazanç sağlarken, diğer frekansları bastırabilmektedir. Özellikle düşük dereceli harmoniklerin bastırılması konusunda başarılı bir kontrol yöntemidir. Asimetrik çok seviyeli kaskad evirici yapılarında PR kontrol tekniği daha önce uygulanmamış bir tekniktir. Ayrıca gerçekleştirilen bu tez çalışmasında, literatürde akım kontrol yöntemi olarak kullanılan PR kontrolden farklı olarak gerilim geri beslemesiyle kontrol işlemi gerçekleştirilmiştir. Özellikle çıkış akımının geri beslemede kullanılamayacak kadar düşük olduğu sistemlerde, örnekleme işareti gürültü oluşturacağı için akım yerine gerilim kullanılarak geri besleme sisteminden kaynaklanan hataların azaltılması sağlanmıştır. Yapılan bu tez çalışması ile çıkış akım ve gerilim toplam harmonik bozulma değerleri IEEE 519-2014 standardına uygun olan asimetrik çok seviyeli kaskad bir evirici ve kontrol yöntemi geliştirilmiştir.