Üç fazlı vienna doğrultucunun bulanık mantık tabanlı denetimi

Abstract

Günümüzde kullanımı giderek artan elektrikli araçlar, petrol türevi yakıt tüketimini azaltan alternatif ulaşım araçlarıdır. Bu araçlar için en önemli konulardan birisi günümüz güç elektroniğinde kullanılan güç dönüştürücüleridir. Bu dönüştürücüler şarj istasyonları, yerleşik şarj birimleri ve elektrikli motor sürücüleri olmak üzere elektrikli araç sistemlerinde kullanılmaktadır. Elektrikli araç hızlı şarj istasyonlarının AA/DA dönüştürücü katmanında Vienna doğrultucu yapısı tercih edilmektedir. Vienna doğrultucular, güç faktörü düzeltme devreleri gibi çalışan ve yüksek verimli dönüştürücü yapılardan biridir.Bu tez çalışmasında, elektrikli araç hızlı şarj istasyonları için üç fazlı bir Vienna doğrultucu tasarımı yapılmış ve bulanık mantık tabanlı bir denetleyici yapısı önerilmiştir. Vienna doğrultucu ve önerilen bulanık mantık denetleyici MATLAB/Simulink ortamı kullanılarak modellenmiştir. Yapılan denetimin başarımını incelemek için sabit referans gerilim, değişen referans gerilim, yük değişimi, gerilim düşmesi ve yükselmesi, harmonikli giriş gerilimi gibi çeşitli benzetim senaryoları oluşturulmuştur. Önerilen denetleyicinin başarımı tüm benzetim senaryolarında yükselme zamanı, yerleşme zamanı ve aşım gibi başarım kriterleri kullanılarak klasik PI denetleyici ile karşılaştırılmıştır.Yapılan benzetim çalışmalarından tasarlanan Vienna doğrultucunun şebeke tarafında birim güç faktörünü sağladığı görülmüştür. Elde edilen sonuçlar başarım kriterleri açısından incelendiğinde önerilen bulanık mantık denetleyicinin klasik PI denetleyiciye göre daha başarılı olduğu tespit edilmiştir.

Nowadays, electric vehicles which are becoming more popular are alternative transportation vehicles that reduce oil-derived fuel consumption. Power converters used in the power electronics area are one of the most critical issues for these vehicles. These converters play an important role in electric vehicle systems such as charging stations, on-board charging units, and electric motor drives. The Vienna rectifier topology is preferred in the AC/DC converter section of electric vehicle fast charging stations. Vienna rectifiers are high-efficiency converter topologies that operate in the same behavior as power factor correction circuits.In this thesis, a three-phase Vienna rectifier is designed for electric vehicle fast charging stations and a fuzzy logic based controller structure is proposed for this system. The Vienna rectifier and the proposed fuzzy logic controller are modeled using MATLAB/Simulink environment. To examine the performance of the proposed controller, several simulation scenarios such as constant reference voltage, variable reference voltage, load variation, voltage sag and swell, and input voltage that contains harmonic components are used. The performance of the proposed controller has been evaluated using performance criteria such as rise time, settling time, and overshoot in whole simulation scenarios against the classical PI controller.According to the simulation results, it is observed that the designed Vienna rectifier provides unity power factor operation on the grid side. When the obtained results are analyzed in terms of performance criteria, it is determined that the proposed fuzzy logic controller outperforms the classical PI controller.