KaydedilenlerDerginizi ekleyin

Dergiler / Pamukkale Üniversitesi Mühendislik Bilimleri Dergisi / 2026 / Cilt: 23 Sayı: 5

Şebeke bağlantılı tek fazlı dokuz seviyeli asimetrik evirici tasarımı ve analizi

Design and analysis of a grid-tied single phase nine level asymmetrical inverter

Ersan Kabalcı
Rıdvan Canbaz
Sayfa
512–518
Yayın Tarihi
2017-10-20
DOI
—
🏛️Bu makalenin bibliyografik verileri ve tam metin bağlantısı DergiPark üzerinden sağlanmıştır.
DergiPark Kaydı ↗
✨

Yapay Zeka Hızlı Bakış & Çıkarımlar

AI Insight
⚡ TL;DR(1 Cümlede Hızlı Çıkarım)

Ayrıca sistemin açık döngüye göre dinamik ve hızlı çalıştığı gözlemlenmiştir.

📌 3 Maddede Bu Makale

🎯
Amaç & Hipotez:Normal 0 false false false TR X-NONE X-NONE /* Style Definitions */ table.MsoNormalTable {mso-style-name:"Normal Tablo"; mso-tstyle-rowband-size:0; mso-tstyle-colband-size:0; mso-style-noshow:yes; mso-style-priority:99; mso-style-parent:""; mso-padding-alt:0cm 5.4pt 0cm 5.4pt; mso-para-margin-top:0cm; mso-para-margin-right:0cm; mso-para-margin-bottom:10.0pt; mso-para-margin-left:0cm; line-height:115%; mso-pagination:widow-orphan; font-size:11.0pt; font-family:"Calibri",sans-serif; mso-ascii-font-family:Calibri; mso-ascii-theme-font:minor-latin; mso-hansi-font-family:Calibri; mso-hansi-theme-font:minor-latin; mso-bidi-font-family:"Times New Roman"; mso-bidi-theme-font:minor-bidi; mso-ansi-language:TR;} Günümüzde yaygın olarak kullanılan çok seviyeli Eviriciler (ÇSE) için giriş tarafındaki gerilim seviyeleri önemli bir sınırlayıcı olmaktadır.
📊
Temel Bulgular & Veri:Bu çalışmada, asimetrik eviricinin THD oranını düşürmek ve şebeke bağlantısını gerçekleştirmek için Matlab/Simulink ortamında modelleme yapılmıştır.
💡
Sonuç & Katkı:Ayrıca sistemin açık döngüye göre dinamik ve hızlı çalıştığı gözlemlenmiştir.
🔬Tür:Deneysel Tarla Denemesi
📍Kapsam:Genişletilmiş Akademik Örneklem
⚙️Değişkenler:Asimetrik evirici · PI kontrolcü · PLL kontrolcü

Özet

Normal 0 false false false TR X-NONE X-NONE /* Style Definitions */ table.MsoNormalTable {mso-style-name:"Normal Tablo"; mso-tstyle-rowband-size:0; mso-tstyle-colband-size:0; mso-style-noshow:yes; mso-style-priority:99; mso-style-parent:""; mso-padding-alt:0cm 5.4pt 0cm 5.4pt; mso-para-margin-top:0cm; mso-para-margin-right:0cm; mso-para-margin-bottom:10.0pt; mso-para-margin-left:0cm; line-height:115%; mso-pagination:widow-orphan; font-size:11.0pt; font-family:"Calibri",sans-serif; mso-ascii-font-family:Calibri; mso-ascii-theme-font:minor-latin; mso-hansi-font-family:Calibri; mso-hansi-theme-font:minor-latin; mso-bidi-font-family:"Times New Roman"; mso-bidi-theme-font:minor-bidi; mso-ansi-language:TR;} Günümüzde yaygın olarak kullanılan çok seviyeli Eviriciler (ÇSE) için giriş tarafındaki gerilim seviyeleri önemli bir sınırlayıcı olmaktadır. Yüksek güçlü enerji sistemlerinde, iki seviyeli eviricilerde kullanılacak anahtarlama elemanının gücünün yetersiz kalması, çıkış dalga şeklinin sinüzoidalden uzak olması ve düşük gerilim üretilmesinden kaynaklı transformatör kullanılması klasik iki seviyeli eviricilerin dezavantajlarındandır. Ayrıca iki seviyeli eviricilerde toplam harmonik distorsiyonunu (THD) azaltmak için yüksek anahtarlama frekansının kullanılması anahtarlama kayıplarını arttırmaktadır. Bu çalışmada, asimetrik eviricinin THD oranını düşürmek ve şebeke bağlantısını gerçekleştirmek için Matlab/Simulink ortamında modelleme yapılmıştır. Çalışma kapsamında, üçlü besleme gerilimi yapısında asimetrik H-köprü evirici modellenmiş ve sinüzoidal darbe genişlik modülasyonu (SDGM) kontrol algoritması ile anahtarlama işaretleri üretilmiştir. Eviricinin şebeke bağlantısı, geliştirilen PI kontrol algoritması ve PLL kontrol algoritmalarıyla denetlenmiştir. Tasarlanan PI ile elde edilen sonuçlarda THD oranının düştüğü görülmektedir. Ayrıca sistemin açık döngüye göre dinamik ve hızlı çalıştığı gözlemlenmiştir. Sistem hem açık döngü çalıştırılarak hem PI kontrolcü ile hem de PI-PLL ile çalıştırılarak THD oranları incelenmiş ve önerilen tek fazlı şebeke etkileşimli evirici kontrol yöntemi doğrulanmıştır. Yapılan çalışmalar sonucunda sistemin kontrolünde PI ve PI-PLL kontrollerinden elde edilen sonuçların yaklaşık aynı olduğu ancak PI-PLL kontrol yönteminin daha verimli sonuçlar sağladığı görülmüştür. Ayrıca, tasarlanan PLL yöntemiyle karışık kontrol yöntemlerine ve algoritmalara ihtiyaç olmadan sistem şebekeye bağlanmıştır.

🔖

Bu Makaleye Atıf Yap

Kabalcı, E., Canbaz, R. (2017). Şebeke bağlantılı tek fazlı dokuz seviyeli asimetrik evirici tasarımı ve analizi. Pamukkale Üniversitesi Mühendislik Bilimleri Dergisi, Cilt: 23 Sayı: 5, 512–518. https://ajindex.com/articles/1058900

📄 Tam Metin PDF Okuyucu

📄

PDF görüntüleyici hazırlanıyor...

Kaynakça (22)

  1. Çolak I, Kabalcı E, Bayındır R. “Review of multilevel voltage source inverter topologies and control schemes”. Energy Conversion and Management, 52, 1114-1128, 2011.
  2. Krishna KV, Suryawanshi HM, Shitole AB, Ajmal T. "Comparison between 2-level and 3-level grid connected inverters implemented using SRF PLL technique". International Conference on Energy, Power and Environment: Towards Sustainable Growth (ICEPE), Shillong, India, 12-13 June 2015.
  3. Li X, Balog RS. "PLL-less robust active and reactive power controller for single phase grid-connected inverter with LCL filter". IEEE Applied Power Electronics Conference and Exposition (APEC), Charlotte, NC, 15-19 March, 2015.
  4. Çolak I, Kabalcı E, Keven G. “A review on asymmetric multi-level ınverters”. EMO Bilimsel Dergi, 2(3), 137-143, 2012.
  5. Babaei E, Moeinian MS. “Asymmetric cascaded multilevel inverter with charge balance control of a low resolution symmetric subsystem”. Energy Conversion and Management, 51(11), 2272-2278, 2010.
  6. Kai D, Yunping Z, Lei L, Zhichao W, Hongyuan J, Xudong Z. "Novel hybrid cascade asymmetric inverter based on 5-level asymmetric inverter". 36th Power Electronics Specialists Conference, Recife, Brazil, 16 June 2005.
  7. Miranda H, Espinosa-Pe-rez G, Cárdenas V. “Passivity-based control of an asymmetric nine-level inverter for harmonic current mitigation”. Power Electronics, 5(2), 237-247, 2012.
  8. Colak I, Bayindir R, Kabalci E. “Design and analysis of a 7-level cascaded multilevel inverter with dual SDCSs”. International Symposium on Power Electrical Drives Automation and Motion, Pisa, Italy, 14-16 June 2010.
  9. Ludois DC, Reed JK, Venkataramanan G. “Hierarchical control of bridge-of-bridge multilevel power converters”. IEEE Transactions on Industrial Electronics, 57(8), 2679-2690, 2010.
  10. Li W. “A new approachto the harmonic analysis of SPWM waves”. IEEE International Conference on Mechatronics and Automation, Luoyang, Henan, China, 25-28 June 2006.
  11. Sabarad J, Kulkarni GH. “Comparative analysis of SVPWM and SPWM techniques for multilevel inverter”. International Conference on Power and Advanced Control Engineering, Bangalore, India, 12-14 August 2015.
  12. Colak I, Kabalci E, Bayindir R. “Review of multilevel voltage source inverter topologies and control schemes”. Energy Conversion and Management, 52(2), 1114-1128, 2011.
  13. Zambra DAB, Rech C, Pinheiro JR. “Comparison of Neutral-Point-Clamped, Symmetrical, and Hybrid Asymmetrical Multilevel Inverters”. IEEE Transactions on Industrial Electronics, 57(7), 2297-2306, 2010.
  14. Kabalci E, Kabalci Y, Canbaz R. and Gokkus G. “Single phase multilevel string inverter for solar applications”. 4th International Conference on Renewable Energy Research and Applications, Palermo, Italy, 22-25 November 2015.
  15. Babaei E, Hosseini SH. “New cascaded multilevel inverter topology with minimum number of switches”. Energy Conversion and Management, 50(11), 2761-2767, 2009.
  16. Rodriguez J, Bernet S, Wu B, Pontt JO, Kouro S. “Multilevel voltage-source-converter topologies for industrial medium-voltage drives”. IEEE Transactions on Industrial Electronics, 54(6), 2930-2945, 2007.
  17. Babaei E, Hosseini SH, Gharehpetian GB, Tarafdar Haque M, Sabahi M. “Reduction of dc voltage sources and switches in asymmetrical multilevel converters using a novel topology”. Electric Power Systems Research, 77(8), 1073-1085, 2007.
  18. Corzine KA, Wielebski MW, Peng FJ, Wang, “Control of cascaded multi-level inverters”. IEEE International Electric Machines and Drives Conference, Madison, WI, USA, 1-4 June 2003.
  19. Barreto LHSC, Praca PP, Cruz CMT, Bascope RT. “PID digital control using microcontroller and FPGA applied to a single-phase three-level inverter”. 22nd APEC Applied Power Electronics Conference, Anaheim, CA, USA, 25 February-1 March 2007.
  20. Datta A, Ho MT, Bhattacharyya SP. Structure and Synthesis of PID Controllers. London, Britain, Springer Science & Business Media, 2000.
  21. Sezen S, Özdemir E. “Modeling, simulation and control of three phase three level multilevel ınverter for grid connected PV system”. SOLAR TR2 Solar Electricity Conference and Exhibition, Antalya, Turkey,7-9 November 2012.
  22. Ehara T. “Overcoming PV Grid Issues in The Urban Areas”. IEA, Report IEA-PVPS T10-06, Japan, 2009.