Journals / Gazi Üniversitesi Fen Bilimleri Dergisi Part C: Tasarım ve Teknoloji / 2021 / Cilt: 9 - Sayı: 1

Design of Super-Twisting Algorithm Based Sliding Mode Control for 9-Level Packed E-Cell Inverters

9-Seviyeli Paket E-Hücreli Eviriciler için Üstün Burulma Algoritması Tabanlı Kayan Kipli Kontrol Tasarımı

Pages
57–70
Publication Date
2022-10-18
DOI
—
🏛️Bibliographic metadata and full text access for this article are provided via DergiPark.
DergiPark Record ↗
✨

AI Summary & Key Takeaways

AI Insight
⚡ TL;DR(Too Long; Didn't Read)

The steady-state and dynamic response results show that the proposed control strategy successfully regulates the load voltage with low total harmonic distortions in both cases.

📌 3 Key Takeaways

🎯
Objective & Hypothesis:In this paper, a super twisting algorithm based sliding mode control method is presented for 9-Level Packed E-Cell inverters.
📊
Key Findings & Data:A super twisting algorithm is designed and integrated with the sliding mode control method to reduce the effect of chattering.
💡
Conclusion & Impact:The steady-state and dynamic response results show that the proposed control strategy successfully regulates the load voltage with low total harmonic distortions in both cases.
🔬Design:Research Article
📍Scope:Comprehensive Sample
⚙️Variables:Kayan kipli kontrol · Üstün burulma algoritması · Çok seviyeli evirici

Abstract

In this paper, a super twisting algorithm based sliding mode control method is presented for 9-Level Packed E-Cell inverters. Regulating the load voltage is the main objective in the control of off-grid inverters. To achieve this objective firstly, a sliding mode controller is designed. The output of the sliding mode method contains chattering which causes variable switching frequency. A super twisting algorithm is designed and integrated with the sliding mode control method to reduce the effect of chattering. A modulation signal is generated by the combined algorithms and it is applied to a modulator for generating the switching signals. Thus, the voltage control of Packed E-Cell inverter is achieved. The performance of the proposed algorithm is investigated by simulation studies. The steady-state and dynamic response results show that the proposed control strategy successfully regulates the load voltage with low total harmonic distortions in both cases.

Özet

Bu makalede, 9 seviyeli Paket E-Hücreli eviriciler için üstün burulma algoritması tabanlı bir kayan kipli kontrol yöntemi sunulmuştur. Şebekeden bağımsız eviricilerin kontrolünde temel amaç, yük gerilimini regüle etmektedir. Bu amaca ulaşmak için öncelikle bir kayan kipli kontrolör tasarlanmıştır. Kayan kipli kontrol yönteminin çıkışı değişken anahtarlama frekansına neden olan çatırtı sorunları içermektedir. Çatırtı etkisini azaltmak için bir üstün burulma algoritması tasarlanmış ve kayan kipli kontrol yöntemine entegre edilmiştir. Tümleşik algoritmayla bir modülasyon sinyali üretilmiş ve anahtarlama sinyallerini oluşturmak için bir modülatöre uygulanmıştır. Böylece, Paket E-Hücreli eviricinin gerilim kontrolü sağlanmıştır. Önerilen algoritmanın performansı benzetim çalışmalarıyla incelenmiştir. Kararlı durum ve dinamik yanıt sonuçları, önerilen kontrol stratejisinin her iki durumda da düşük toplam harmonik bozulmalarla yük voltajını başarılı bir şekilde düzenlediğini göstermektedir.

🔖

Cite This Article

GÜLER, N. (2022). Design of Super-Twisting Algorithm Based Sliding Mode Control for 9-Level Packed E-Cell Inverters. Gazi Üniversitesi Fen Bilimleri Dergisi Part C: Tasarım ve Teknoloji, Cilt: 9 - Sayı: 1, 57–70. https://ajindex.com/articles/521869

📄 Full Text PDF Viewer

📄

PDF görüntüleyici hazırlanıyor...

References (13)

  1. M. R. Tür, F. Yaprdakdal, Yenilenebilir Enerji Kaynaklarına Dayalı Bir Sistemde Güç Kalitesi Analizi, Kontrolü ve İzlemesi. Gazi Üniversitesi Fen Bilim. Derg. Part C Tasarım ve Teknol., 8: 3 (2020) 572–587
  2. N. Güler, E. Irmak, Nötr Kenetlemeli Eviriciler için Çok Giriş – Çok Çıkışlı DA-DA Çevirici Tasarımı ve Kontrolü. Gazi Üniversitesi Fen Bilim. Derg. Part C Tasarım ve Teknol., 7:1 (2019) 49–62
  3. E. Kabalcı, R. Canbaz, Design and analysis of a grid-tied single phase nine level asymmetrical inverter. Pamukkale Univ. J. Eng. Sci., 23:5 (2017) 512–518
  4. N. Ozturk, R. Canbaz, E. Celik, Constant voltage constant frequency control for single phase three level inverter. 2012 Int. Conf. Renew. Energy Res. Appl., 2012
  5. H. Hatas, N. Genc, A. Mamizadeh, FPGA Implementation of SPWM for Cascaded Multilevel Inverter by Using XSG. 4th Int. Conf. Power Electron. their Appl. ICPEA 2019, 25–27, 2019
  6. Y. Ounejjar, K. Al-Haddad, L. A. Grégoire, Packed U cells multilevel converter topology: Theoretical study and experimental validation. IEEE Trans. Ind. Electron., 58:4, (2011) 1294–1306
  7. H. Vahedi, P. Labbé, K. Al-Haddad, Sensor-Less Five-Level Packed U-Cell (PUC5) Inverter Operating in Stand-Alone and Grid-Connected Modes. IEEE Transactions on Industrial Informatics, 12:1 (2016) 361-370
  8. M. Babaie, M. Sharifzadeh, M. Mehrasa, K. Al-Haddad, Optimized based algorithm first order sliding mode control for grid-connected packed e-cell (PEC) inverter. IEEE Energy Convers. Congr. Expo. ECCE, (2019) 2269–2273
  9. M. Sharifzadeh, K. Al-Haddad, Packed E-Cell (PEC) converter topology operation and experimental validation. IEEE Access, 7 (2019) 93049–93061
  10. S. Bayhan, H. Komurcugil, Sliding-Mode Control Strategy for Three-Phase Three-Level T-Type Rectifiers With DC Capacitor Voltage Balancing. IEEE Access, 8 (2020) 64555–64564
  11. H. Komurcugil, N. Guler, S. Bayhan, Weighting Factor Free Lyapunov-Function-Based Model Predictive Control Strategy for Single-Phase T-Type Rectifiers. IECON 2020 The 46th Annual Conference of the IEEE Industrial Electronics Society, Singapore, (2020) 4200-4205
  12. M. Ahmadijokani, M. Sharifzadeh, M. Mehrasa, F. Sebaaly, K. Al-Haddad, Modified Level-Shifted PWM Technique with Active DC Capacitors Voltages Balancing for Nine-level Packed E-Cell (PEC9) Inverter. Proc. IEEE Int. Conf. Ind. Technol., (2020) 843–848
  13. N. Altin, S. Ozdemir, H. Komurcugil, I. Sefa, Sliding-Mode Control in Natural Frame with Reduced Number