Shunt active power filters based on diode clamped multilevel inverter and hysteresis band current controller

Abstract

Son yıllarda yarı-iletkenler ve uygulamalarına olan ilgi arttı zira güç elektroniği cihazları çeşitli uygulama ve mesleki alanlarda kullanılıyor. Bir başka bakış açısından ise güç kalite problemleri ayarlanabilir hız sürücüsü (AHS), programlanabilir lojik kontrolörü (PLK), elektronik ışıklandırma ile diğer doğrusal olmayan yükler gibi güç elektroniği ekipmanlarındaki artışa dayalı olarak artmıştır. Söz konusu yükler, yükün elektriksel doğasında değişime yol açar. Bu değişim ise başta güç kalite problemlerine duyarlı olan elektrikli aletleri etkiler bu da ekonomik kayıplara yol açar. Ayrıca güç elektroniği teknolojilerindeki hızlı gelişme ve büyüme, dalgalanmayı önlemek veya süzgeçleme sinyallerine sahip olmak için yarı-iletken cihazların bulunmasıyla güç kalite problemlerini azaltmaktadır.Çoğu araştırmacı karmaşık bir matematiksel model gerektiren geleneksel kontrolörlere sahip sıradan iki aşamalı invertörlere dayalı paralel bağlı Aktif Güç Filtrelerini (AGF) araştırmıştır. Bu problemin üstesinden gelmek için histerez bant kontrolörüne dayalı diyot sıkıştırılmış çok aşamalı invertör kullanılır ve bir 11-adımlı iki invertör paralel bağlı aktif güç filtresine uzatılır. Bu araştırma çok aşamalı invertörü saptırarak paralel bağlı Aktif Güç Filtresi (AGF) olarak çalışmasını sağlayan Histerez bant kontrolörünü inceleyecek ve analiz edecektir. Çok aşamalı invertörün kullanılması daha az toplam harmonik bozulma avantajını sağlar ve geleneksel invertörlere kıyasla yarı-iletken değerlerini azaltır. Üç aşamalı 11-adımlı diyot takılı çok aşamalı iki paralel invertör gerilim kaynağı invertörü (GKI) olarak kullanılacaktır. Histerez bant kontrolörü invertörün akım harmonikleri ile yükün reaktif gücünü dengelemesi için gerekli olan en uygun anahtarlama düzenini belirler. Performansının simülasyon sonuçları yoluyla araştırılması MATLAB Simulink yoluyla incelenecektir.

In recent years the interest about semiconductors material and its applications was increased, because the power electronic devises are widely used in different applications and practical fields. In another point of view, the growth of power quality problems increased due to the increasing of power electronics equipment such as adjustable speed derive (ASD), programmable logic controller (PLC), electronic lightning and other nonlinear loads. These loads cause to change the electrical nature of the load. This change will affect mainly the electrical equipment which is sensitive to the power quality problems; this leads to economic losses.The rapid development and growing of power electronics technologies reducing the power quality problems by found semiconductor devices with high speed response to eliminate ripple or having smoothing signals. Most researchers studied shunt active power filters (APF) based on conventional two-level inverters with conventional controllers requiring a complex and a complicated mathematical model. In order to overcome this problem a hysteresis band controller based diode clamped multilevel inverter is used and extended to an11- Steptwo inverters shunt active power filter. This research will investigate and analyze, the design of hysteresis band controller biasing multi-level inverter to work as shunt active power filter (APF). Making use of the multilevel inverter advantage of less total harmonic distortion and reduced semiconductor ratings compared with conventional inverter. A three phase 11- Step diode clamped Multi-Level two parallel inverter isto be used as a voltage source inverter (VSI). The Hysteresis band controller determines the optimum switching pattern needed for the inverter to compensate current harmonics and reactive power of the load. A study of its performance through simulation results will be investigated through MATLAB Simulink.