Fotovoltaik ve anahtarlı relüktans motor tabanlı bir su pompa sisteminin tasarımı

Abstract

Güneş enerjisi temiz bir enerjidir. Bu nedenle tüm dünyada giderek kullanımı artmaktadır. Bu çalışmada fotovoltaik (PV) kullanarak anahtarlı relüktans motor (ARM) ile bir su pompası tahriki tasarlanmıştır. PV geriliminin yükseltilmesinde Boost dönüştürücü kullanılmıştır. Söz konusu sistemin matematiksel modeli Matlab/Simulink ortamında oluşturulmuş ve benzetim sonuçları alınmıştır. 50 kHz anahtarlama frekansında PID kontrolör kullanarak Boost dönüştürücü çıkış gerilimi kontrol edilmiştir. Su pompası olarak bir santrifüj pompa kullanılmıştır.Boost dönüştürücü ve ARM sürücüsü tasarlanmıştır. Boost dönüştürücünün kontrolünde Microchip firmasının ürettiği sekizlik bitlik PIC16F877A mikro kontrolörü kullanılmıştır. PV panellerinden elde edilen elektrik enerjisi akülerde depolanmıştır. Akü şarjını kontrol etmek amacıyla akü şarj kontrol cihazı kullanılmıştır.Dspace firmasının ürettiği DS1103 Ace kiti kullanarak ARM'nin hız ve akım kontrolü yapılmıştır. Akım bilgileri hall etkili akım algılayıcıları kullanılarak algılanmış ve analog dijital dönüştürücü girişi kullanarak sayısal sinyal işlemciye aktarılmıştır. ARM'nin rotor konumunun tesbitinde ve rotor hızının kontrolünde bir turda 5000 darbe üreten artımlı bir enkoder kullanılmıştır. Benzetim sonuçlarının doğruluğu deneysel sonuçlarla kanıtlanmıştır.

Solar energy is a clean energy. Therefore, the use of solar energy has been increasing all over the world. In this study, a water pump drive has been designed with a switched reluctance motor (SRM) by using photovoltaic (PV). Boost-converter has been used in the voltage rise of PV. The mathematical model of the stated system has been composed in the Matlab-Simulink setting and simulation results have been obtained. The output voltage of Boost-converter has been controlled by using PID controller at 50 kHz switching frequency. A centrifugal pump has been used as a water pump.Boost-converter and ARM driver has been designed. In the control of Boost-converter, an octet PIC16F877A micro-controller produced by the Microchip firm has been used. The electrical energy obtained by PV panels has been stored in batteries. Battery charge testers have been used in the control of the battery charge.The speed and current control of ARM has been done by using DS1103 Ace kit produced by the Dspace firm. The current information has been perceived by using current sensors with hall generators and transferred to digital signal processor by using analog-digital converter. In detection and control of rotor position and speed of ARM, an incremental encoder producing 5000 stroke in one circuit has been used. The accuracy of simulation results has been proved through the experimental results.