3 faz 4 telli paralel aktif güç filtresi tasarımı ve gerçekleştirilmesi

Abstract

Doğrusal olmayan yüklerin yaygın kullanımı, önem arzeden bir güç kalitesi problemi olan harmonikleri ortaya çıkarmaktadır. Son yıllara değin harmoniklerin sebep olduğu problemlerin çözümünde kullanılan pasif filtrelerin performans ve güvenirlik açısından kimi eksiklikleri vardır. Gelişen yarıiletken teknolojiisyle beraber, harmoniklerle ilgili problemlerin çözümünde Aktif Güç Filtresi (AGF) adı verilen ve pasif filtrelere göre bir çok açıdan üstün performans sağlayan aktif anahtarlamalı sistemlerin kullanımı mümkün hale gelmiştir. Bu tez çalışmasında, nötr bağlantılı 3 faz sistemlerde harmonik ve harmonik kaynaklı oluşan nötr akım kompanzasyonunu sağlayan gerilim kaynaklı evirgeç tabanlı 3 faz 4 telli paralel aktif güç filtresinin (PAGF) analiz, tasarım ve gerçekleştirimine odaklanılmıştır.Bu tez kapsamında PAGF'lerde kullanılan sistemlerin ve topolojilerin genel bir analizinin ardından PAGF uygulanabilirlik koşulları, referans çıkartım ve kontrol yöntemleri, arayüz filtre tasarım başlıkları ele alınmıştır. Sonrasında belirlenen PAGF anma değerlerine göre eleman seçimi ve güç katının oluşturulmasına yönelik ön tasarım çalışmaları yapılmıştır. Sistem değişkenlerinin belirlenmesinin ardından, PAGF kompanzasyon performansını gözlemlemek için benzetim ve gerçekleştirim çalışmaları bir arada yapılmıştır.

Common usage of nonlinear loads creates an important power quality problem, called harmonics. Up to recent years, harmonics related problems are tried to be solved by passive filters which have some drawbacks for both compensation performance and reliability. Developing technology in semiconductor area makes it possible to solve harmonics related problem by active switching devices called Active Power Filters (APF), which have superior performance in many aspects over passive filters. This thesis is focused on analysis, design and implementation of voltage source converter based 3 phase 4 wire Parallel Active Power Filter (PAPF) which compensates harmonics and neutral currents caused by harmonics for 3 phase systems with neutral connection.In the scope of this thesis, after the general analysis of system and topologies used in APFs; application issues of PAPFs, reference extraction, control, modulation methods and interface filter design topics are discussed. Afterwards, a preliminary design work is made on component selection and power stage construction for determined PAPF ratings. After determining the system parameters, PAPF is simulated and implemented together to observe overall system compensation performance.