Araştırma Makalesi
BibTex RIS Kaynak Göster

Comparative Performance Analysis of Sinusoidal Pulse Width and Space Vector Pulse Width Modulations for Off-Grid Inverters

Yıl 2021, , 442 - 454, 31.12.2021
https://doi.org/10.29132/ijpas.947759

Öz

Abstract
Since alternating current is widely used in many systems, it is desired to convert the direct current input voltage to a symmetrical alternating current output voltage with the desired amplitude and frequency. For this purpose, first of all, information about inverters and multilevel inverters is given in the study. Then, pulse width modulation techniques are explained and the working logic of Sinusoidal Pulse Width Modulation (SPWM) and Space Vector Pulse Width Modulation (SVPWM) techniques are examined in detail among these modulation techniques. Finally, the simulations of the inverters on R (Resistive) and R-L (Resistive-Inductive) loads are modeled using the grid-independent two-level SPWM and three-level SVPWM control method in MATLAB/Simulink environment. These measurements made in the Simulink environment were compared with the theoretical calculations and it was tried to determine which of the models showed the best performance in terms of power quality.

Kaynakça

  • Akmaz, D., Mamiş, M.S., Gülan, H., Şeker, B. (2016). İki farklı darbe genişlik modülasyonlu evirici tasarımı ve bu eviricilerin akıllı şebekeler için kıyaslanması. 1st International Mediterranean Science and Engineering Congress (IMSEC), Çukurova Üniversitesi, Adana / Türkiye Ekim 26-28.
  • Arslanoğlu İ. (2019). Şebekeden Bağımsız Sinüzoidal Darbe Genişlik ile Uzay Vektör Darbe Genişlik Modülasyonlarının Karşılaştırmalı Performans Analizi, Yüksek Lisans Tezi, Munzur Üniversitesi Fen Bilimleri Enstitüsü, Tunceli
  • Asker, M. E., Özdemir, M., Bayındır, M. I. (2009). Sinüzoidal DGM ile uzay vektör DGM yöntemlerinin karşılaştırılmalı incelenmesi. 5. Uluslararası ileri Teknolojiler Sempozyumu (IATS’09), Karabük, Türkiye.
  • Beşer, E. (2009). Anahtarlama elemanı sayısı ve harmonik optimizasyonu ile bir fazlı çok seviyeli evirici tasarımı, Yüksek Lisans Tezi, Kocaeli Üniversitesi Fen Bilimleri Enstitüsü, Kocaeli.
  • Canbaz, R. (2014). Üç seviyeli diyot kenetlemeli evirici ile çıkış geriliminin sabitlenmesi, Yüksek Lisans Tezi, Gazi Üniversitesi Fen Bilimleri Enstitüsü, Ankara.
  • Deniz, E. (2010). Uzay vektör darbe genişlik modülasyonu kullanan üç seviyeli H-köprü evirici tabanlı D-statkom’un tasarımı ve gerçekleştirilmesi, Doktora Tezi, Fırat Üniversitesi Fen Bilimleri Enstitüsü, Elazığ.
  • Eskin, A. (2012). Alternatif enerji sistemlerinde kullanılan çok seviyeli eviricilerin İncelenmesi, Yüksek Lisans Tezi, Yıldız Teknik Üniversitesi Fen Bilimleri Enstitüsü, İstanbul.
  • Fidanboy, H. (2011). Farklı darbe genişlik modülasyon teknikleri ile sürekli mıknatıslı senkron motorun performans analizi, Yüksek Lisans Tezi, Gazi Üniversitesi Fen Bilimleri Enstitüsü, Ankara.
  • Kang D.W., Lee Y.H., Suh B.S., Choi C.H., Hyun D.S. (2000). An improved carrierwavebased SVPWM method using phase voltage redundancies for generalized cascaded multilevel inverter topology, Applied Power Electronics Conference and Exposition. APEC 2000. Fifteenth Annual IEEE, February, 542-548.
  • Kerem A. (2012). 6 Anahtarlı 3 seviyeli evirici tasarımı, Yüksek Lisans Tezi, Gazi Üniversitesi Fen Bilimleri Enstitüsü, Ankara
  • Kocalmış A. (2005). Uzay vektör PWM kontrollü çok seviyeli inverterin modellenmesi ve benzetimi, Yüksek Lisans Tezi, Fırat Üniversitesi Fen Bilimleri Enstitüsü, Elazığ.
  • Kocalmış Bilhan, A. (2012). Bölge ve sektör tespitinde yapay sinir ağları kullanan uzay vektör darbe genişlik modülasyon kontrollü kaskat bağlı üç seviyeli evirici tasarımı, Doktora Tezi, Fırat Üniversitesi Fen Bilimleri Enstitüsü, Elazığ.
  • Kocatepe, C., Uzunoğlu, M. ve Yumurtacı, R. (2003). Elektrik Tesislerinde Harmonikler, Birsen Yayınevi, İstanbul.
  • Önder, H. İ. (2010). Basamaklı çok katlı eviricilerin asenkron motorlarda uygulanmasının analizi, Yüksek Lisans Tezi, Gazi Üniversitesi Fen Bilimleri Enstitüsü, Ankara.
  • Rathnakumar, D., Perumal, J.L., Srinivasan, T. (2005). A new software implementation of space vector PWM, IEEE Southeast Conference, India, 8-10 April, 131-136.
  • Sünter, Z. (2013). Tek fazlı gerilim kaynaklı eviricilerde harmonik eiminasyonueliminasyonu için yeni bir yaklaşım, Yüksek Lisans Tezi, Fırat Üniversitesi Fen Bilimleri Enstitüsü, Elazığ.
  • Tuncer, S. (2004). Uzay vektör darbe genişlik modülasyonu kullanan beş seviyeli inverter tasarımı ve uygulaması, Doktora Tezi, Fırat Üniversitesi Elektrik Elektronik Mühendisliği, Elazığ.
  • Yumurtacı, M. (2007). Çeşitli modülasyon tekniklerinin harmonik bozulma üzerindeki etkileri, Yüksek Lisans Tezi, Afyon Kocatepe

Şebekeden Bağımsız Sinüzoidal Darbe Genişlik ile Uzay Vektör Darbe Genişlik Modülasyonlarının Karşılaştırılmalı Performans Analizi

Yıl 2021, , 442 - 454, 31.12.2021
https://doi.org/10.29132/ijpas.947759

Öz

Birçok sistemde yaygın olarak alternatif akım kullanıldığından doğru akım giriş geriliminin istenilen genlik ve frekansta simetrik bir alternatif akım çıkış gerilimine dönüştürülmesi istenmektedir. Bu amaçla, çalışmada öncelikle eviriciler ve çok seviyeli eviriciler hakkında bilgi verilmiştir. Daha sonra, darbe genişlik modülasyon teknikleri açıklanmış ve bu modülasyon teknikleri içerisinden Sinüzoidal Darbe Genişlik Modülasyon (SDGM) ve Uzay Vektör Darbe Genişlik Modülasyon (UVDGM) tekniklerinin çalışma mantığı detaylıca incelenmiştir. Son olarak, MATLAB/Simulink ortamında şebekeden bağımsız iki seviyeli SDGM ile üç seviyeli UVDGM kontrol yöntemi kullanılarak eviricilerin, R (Rezistif) ve R-L (Rezistif-Endüktif) yükleri üzerindeki benzetimleri modellenmiştir. Simulink ortamında yapılan bu ölçümler, teorik hesaplamalarla kıyaslanmış ve modellerden güç kalitesi açısından en iyi performans gösterenin hangisi olduğu belirlenmeye çalışılmıştır.

Kaynakça

  • Akmaz, D., Mamiş, M.S., Gülan, H., Şeker, B. (2016). İki farklı darbe genişlik modülasyonlu evirici tasarımı ve bu eviricilerin akıllı şebekeler için kıyaslanması. 1st International Mediterranean Science and Engineering Congress (IMSEC), Çukurova Üniversitesi, Adana / Türkiye Ekim 26-28.
  • Arslanoğlu İ. (2019). Şebekeden Bağımsız Sinüzoidal Darbe Genişlik ile Uzay Vektör Darbe Genişlik Modülasyonlarının Karşılaştırmalı Performans Analizi, Yüksek Lisans Tezi, Munzur Üniversitesi Fen Bilimleri Enstitüsü, Tunceli
  • Asker, M. E., Özdemir, M., Bayındır, M. I. (2009). Sinüzoidal DGM ile uzay vektör DGM yöntemlerinin karşılaştırılmalı incelenmesi. 5. Uluslararası ileri Teknolojiler Sempozyumu (IATS’09), Karabük, Türkiye.
  • Beşer, E. (2009). Anahtarlama elemanı sayısı ve harmonik optimizasyonu ile bir fazlı çok seviyeli evirici tasarımı, Yüksek Lisans Tezi, Kocaeli Üniversitesi Fen Bilimleri Enstitüsü, Kocaeli.
  • Canbaz, R. (2014). Üç seviyeli diyot kenetlemeli evirici ile çıkış geriliminin sabitlenmesi, Yüksek Lisans Tezi, Gazi Üniversitesi Fen Bilimleri Enstitüsü, Ankara.
  • Deniz, E. (2010). Uzay vektör darbe genişlik modülasyonu kullanan üç seviyeli H-köprü evirici tabanlı D-statkom’un tasarımı ve gerçekleştirilmesi, Doktora Tezi, Fırat Üniversitesi Fen Bilimleri Enstitüsü, Elazığ.
  • Eskin, A. (2012). Alternatif enerji sistemlerinde kullanılan çok seviyeli eviricilerin İncelenmesi, Yüksek Lisans Tezi, Yıldız Teknik Üniversitesi Fen Bilimleri Enstitüsü, İstanbul.
  • Fidanboy, H. (2011). Farklı darbe genişlik modülasyon teknikleri ile sürekli mıknatıslı senkron motorun performans analizi, Yüksek Lisans Tezi, Gazi Üniversitesi Fen Bilimleri Enstitüsü, Ankara.
  • Kang D.W., Lee Y.H., Suh B.S., Choi C.H., Hyun D.S. (2000). An improved carrierwavebased SVPWM method using phase voltage redundancies for generalized cascaded multilevel inverter topology, Applied Power Electronics Conference and Exposition. APEC 2000. Fifteenth Annual IEEE, February, 542-548.
  • Kerem A. (2012). 6 Anahtarlı 3 seviyeli evirici tasarımı, Yüksek Lisans Tezi, Gazi Üniversitesi Fen Bilimleri Enstitüsü, Ankara
  • Kocalmış A. (2005). Uzay vektör PWM kontrollü çok seviyeli inverterin modellenmesi ve benzetimi, Yüksek Lisans Tezi, Fırat Üniversitesi Fen Bilimleri Enstitüsü, Elazığ.
  • Kocalmış Bilhan, A. (2012). Bölge ve sektör tespitinde yapay sinir ağları kullanan uzay vektör darbe genişlik modülasyon kontrollü kaskat bağlı üç seviyeli evirici tasarımı, Doktora Tezi, Fırat Üniversitesi Fen Bilimleri Enstitüsü, Elazığ.
  • Kocatepe, C., Uzunoğlu, M. ve Yumurtacı, R. (2003). Elektrik Tesislerinde Harmonikler, Birsen Yayınevi, İstanbul.
  • Önder, H. İ. (2010). Basamaklı çok katlı eviricilerin asenkron motorlarda uygulanmasının analizi, Yüksek Lisans Tezi, Gazi Üniversitesi Fen Bilimleri Enstitüsü, Ankara.
  • Rathnakumar, D., Perumal, J.L., Srinivasan, T. (2005). A new software implementation of space vector PWM, IEEE Southeast Conference, India, 8-10 April, 131-136.
  • Sünter, Z. (2013). Tek fazlı gerilim kaynaklı eviricilerde harmonik eiminasyonueliminasyonu için yeni bir yaklaşım, Yüksek Lisans Tezi, Fırat Üniversitesi Fen Bilimleri Enstitüsü, Elazığ.
  • Tuncer, S. (2004). Uzay vektör darbe genişlik modülasyonu kullanan beş seviyeli inverter tasarımı ve uygulaması, Doktora Tezi, Fırat Üniversitesi Elektrik Elektronik Mühendisliği, Elazığ.
  • Yumurtacı, M. (2007). Çeşitli modülasyon tekniklerinin harmonik bozulma üzerindeki etkileri, Yüksek Lisans Tezi, Afyon Kocatepe
Toplam 18 adet kaynakça vardır.

Ayrıntılar

Birincil Dil Türkçe
Konular Mühendislik
Bölüm Makaleler
Yazarlar

İbrahim Arslanoğlu 0000-0002-8213-8278

Bilgin Zengin 0000-0002-9355-8294

Yayımlanma Tarihi 31 Aralık 2021
Gönderilme Tarihi 3 Haziran 2021
Kabul Tarihi 29 Eylül 2021
Yayımlandığı Sayı Yıl 2021

Kaynak Göster

APA Arslanoğlu, İ., & Zengin, B. (2021). Şebekeden Bağımsız Sinüzoidal Darbe Genişlik ile Uzay Vektör Darbe Genişlik Modülasyonlarının Karşılaştırılmalı Performans Analizi. International Journal of Pure and Applied Sciences, 7(3), 442-454. https://doi.org/10.29132/ijpas.947759
AMA Arslanoğlu İ, Zengin B. Şebekeden Bağımsız Sinüzoidal Darbe Genişlik ile Uzay Vektör Darbe Genişlik Modülasyonlarının Karşılaştırılmalı Performans Analizi. International Journal of Pure and Applied Sciences. Aralık 2021;7(3):442-454. doi:10.29132/ijpas.947759
Chicago Arslanoğlu, İbrahim, ve Bilgin Zengin. “Şebekeden Bağımsız Sinüzoidal Darbe Genişlik Ile Uzay Vektör Darbe Genişlik Modülasyonlarının Karşılaştırılmalı Performans Analizi”. International Journal of Pure and Applied Sciences 7, sy. 3 (Aralık 2021): 442-54. https://doi.org/10.29132/ijpas.947759.
EndNote Arslanoğlu İ, Zengin B (01 Aralık 2021) Şebekeden Bağımsız Sinüzoidal Darbe Genişlik ile Uzay Vektör Darbe Genişlik Modülasyonlarının Karşılaştırılmalı Performans Analizi. International Journal of Pure and Applied Sciences 7 3 442–454.
IEEE İ. Arslanoğlu ve B. Zengin, “Şebekeden Bağımsız Sinüzoidal Darbe Genişlik ile Uzay Vektör Darbe Genişlik Modülasyonlarının Karşılaştırılmalı Performans Analizi”, International Journal of Pure and Applied Sciences, c. 7, sy. 3, ss. 442–454, 2021, doi: 10.29132/ijpas.947759.
ISNAD Arslanoğlu, İbrahim - Zengin, Bilgin. “Şebekeden Bağımsız Sinüzoidal Darbe Genişlik Ile Uzay Vektör Darbe Genişlik Modülasyonlarının Karşılaştırılmalı Performans Analizi”. International Journal of Pure and Applied Sciences 7/3 (Aralık 2021), 442-454. https://doi.org/10.29132/ijpas.947759.
JAMA Arslanoğlu İ, Zengin B. Şebekeden Bağımsız Sinüzoidal Darbe Genişlik ile Uzay Vektör Darbe Genişlik Modülasyonlarının Karşılaştırılmalı Performans Analizi. International Journal of Pure and Applied Sciences. 2021;7:442–454.
MLA Arslanoğlu, İbrahim ve Bilgin Zengin. “Şebekeden Bağımsız Sinüzoidal Darbe Genişlik Ile Uzay Vektör Darbe Genişlik Modülasyonlarının Karşılaştırılmalı Performans Analizi”. International Journal of Pure and Applied Sciences, c. 7, sy. 3, 2021, ss. 442-54, doi:10.29132/ijpas.947759.
Vancouver Arslanoğlu İ, Zengin B. Şebekeden Bağımsız Sinüzoidal Darbe Genişlik ile Uzay Vektör Darbe Genişlik Modülasyonlarının Karşılaştırılmalı Performans Analizi. International Journal of Pure and Applied Sciences. 2021;7(3):442-54.

154501544915448154471544615445