Şebekeden bağımsız sinüzoidal darbe genişlik ile uzay vektör darbe genişlik modülasyonlarının karşılaştırmalı performans analizi

Abstract

Alternatif akım, günümüzde birçok sistemde ve endüstriyel uygulamalarda yaygın olarak kullanılmaktadır. Bu yüzden doğru akım giriş gerilimin istenilen genlikte ve frekansta simetrik bir alternatif akım çıkış gerilimine dönüştürülmesi istenmektedir. Bu dönüşümü gerçekleştiren devrelere eviriciler denir. Eviricilerin yüksek güç uygulamalarında anahtarlama kayıplarının artmasından dolayı çok seviyeli evirici olarak adlandırılan devreyapıları ortaya çıkmıştır. Çok seviyeli evirici devreleri, çıkış gerilimi daha az bozunuma uğramış, düşük anahtarlama frekanslı ve yüksek verimli olarak karşımıza çıkmaktadır. Evirici devre yapılarında meydana gelen bu gelişimlerle beraber evirici çıkışındaki gerilim ve frekansın kontrolüne ilişkin de birçok çalışma yapılmıştır. Bu çalışmalar neticesinde çeşitli darbe genişlik modülasyon teknikleri geliştirilmiştir. Bu teknikler içerisinde en çokkullanılan tekniklerin başında Sinüzoidal Darbe Genişlik Modülasyon tekniği ve Uzay Vektör Darbe Genişlik Modülasyon tekniği gelmektedir. Bu tez çalışmasında ilk olarak eviriciler ve çok seviyeli eviriciler hakkında genel bilgiler verilmiştir. Ardından darbe genişlik modülasyon teknikleri hakkında genel bilgiler verilerek Sinüzoidal Darbe Genişlik Modülasyon tekniği ile Uzay Vektör Darbe Genişlik Modülasyon tekniği ayrıntılarıyla açıklanmıştır. Son olarak da şebekeden bağımsız iki seviyeli Sinüzoidal Darbe Genişlik ile üç seviyeli Uzay Vektör Darbe Genişlik Modülasyon yöntemlerinin R ve R-L yüklü bir evirici devresi üzerindeki benzetimlerinin kıyası yapılarak darbe genişlik modülasyon yöntemlerinin birbirlerine göre avantaj ve dezavantajları değerlendirilmiştir.Anahtar Kelimeler: Eviriciler, Çok Seviyeli Eviriciler, Harmonikler, Sinüzoidal Darbe Genişlik Modülasyonu, Uzay Vektör Darbe Genişlik Modülasyonu

Alternating current is widely used in many systems and industrial applications. It is therefore desirable to convert the direct current input voltage to a symmetrical alternating current output voltage at the desired amplitude and frequency. The circuits that perform this transformation are called inverters. Due to the increase of switching losses in high powerapplications of inverters, circuit structures called multi-level inverters have emerged. Multilevel inverter circuits, low output voltage is less degraded, low switching frequency and high-efficiency emerges. In addition to these developments occurring in inverter circuit structures, many studies have been done regarding the control of voltage and frequency at the inverter output. As a result of these studies, various pulse width modulation techniques have been developed. Sinusoidal Pulse Width Modulation technique and Space Vector Pulse Width Modulation technique are among the most commonly used techniques in these techniques. In this thesis, firstly general information about inverters and multi-level inverters is given. Then, general information about pulse width modulation techniques is given and the Space Vector Pulse Width Modulation technique is explained in detail with Sinusoidal Pulse Width Modulation technique. Finally, two-level sinusoidal pulse width independent of the network and three-level Space Vector Pulse Width Modulation methods on an inverter circuit with R and R-L are applied to simulate the advantages and disadvantages of pulse width modulation methods.Key Words: Inverters, Multi-Level Inverters, Harmonics, Sinusoidal Pulse Width Modulation, Space Vector Pulse Width Modulation