LCL filtreli üç fazlı eviricinin tasarımı

Abstract

Enerji ihtiyacının artması ile birlikte güneş panelleri, rüzgâr türbinleri gibi yenilenebilir enerji kaynaklarına talep artmaktadır. Yenilenebilir enerji kaynaklarından elde edilen enerjiler dönüşüme ve düzenlemeye ihtiyaç duymaktadır. Yarıiletken elemanların anahtarlanmaları ile dönüşümü gerçekleştirilen enerji temiz bir enerji olmayacağından çeşitli filtreleme yöntemleri kullanılarak temiz bir enerji haline getirilmeye çalışılmalıdır.Eviriciler girişte verilen Doğru Akım (DA) kaynak enerjisini çıkışta Alternatif Akım (AA) kaynak enerjisine dönüştürmektedir. Evirici sistemleri, akım kaynaklı ve gerilim kaynaklı gibi gruplara ayrılmaktadır. Çalışmamızda gerilim kaynaklı evirici tercih edilmiştir.Evirici modellerinde kullanılan yarıiletken elemanların anahtarlama işlemleri için sinüsoidal darbe genişlik modülasyonu (SDGM) ve uzay vektör darbe genişlik modülasyonu (UVDGM) gibi farklı darbe genişlik modülasyonu teknikleri bulunmaktadır. Benzetim çalışması yapıldıktan sonra tasarımı gerçekleştirilen deney düzeneğimizde, SDGM tekniği Delfino TMS320F28335 DSP ile üretilerek yapılmıştır.Üç fazlı evirici düzeneğinin çıkışında üretilen sinüsoidal akım ve gerilim sinyalleri temiz bir AA forma sahip olmadığından dolayı gerilim düşümleri, verimsiz motor çalışmaları gibi sorunlara sebep olmaktadır. Bu sorunları ortadan kaldırmak ve AA kaynak enerjsinin kalitesi ile verimini artırmak amacıyla aktif ve pasif filtre gibi filtreler kullanılmaktadır. Evirici çıkışında oluşacak harmoniklerin bastırılması ve sınırlamaların aşılmasını engellemek amacıyla eviricilerin çıkışında L, LC, LCL, LLCL gibi pasif filtre düzenekleri kullanılmaktadır. Bu çalışmanın temelinde yer alan filtreleme yöntemlerinden olan LCL filtreleme yöntemi, üç fazlı evirici topolojisi için hedeflenmiştir. Böylece eviricinin sebep olduğu harmonikler azaltılarak, IEEE 519 standartında belirlenen harmonik bozulma değerlerinin altında üç fazlı akım ve gerilim üretilecektir.

The demand for renewable energy sources such as solar panels and wind turbines is increasing as energy use increases. Energy obtained from renewable energy sources needs convert and regulate to more proper form. By the use of semiconductor elements, harmonic-containing electrical quantities are obtained by using various filtering methods to obtain clean AC signals. The inverters convert the supplied DC source energy into the AC source energy at the output. Inverter systems are divided into two groups as current source and voltage source. In our study, voltage sourced inverter is preferred because it is widely used. Different pulse width modulation methods such as sinusoidal pulse width modulation (SPWM) and space vector pulse width modulation (SVPWM) are available for the switching operations of the semiconductor elements used. After the simulation study was completed, it was produced and implemented by Delfino TMS320F28335 DSP using SPWM technique. As the output current and voltage signals of the three-phase inverter do not have a clean AC structure, they cause problems such as voltage drops, inefficient motor operation. To eliminate these problems, filters such as active and passive filters are used to improve the quality and efficiency of the AA source energy. Passive filter devices such as L, LC, LCL, LLCL are used at the output of the inverters to suppress the harmonics that will occur at the inverter output and to stay between the specified limits. In this study, LCL filtration method which is one of the filtering methods is aimed for three phase inverter topology. Thus, the harmonics caused by the inverters will be reduced and the three-phase current and voltage will be produced below the harmonic distortion values specified in the IEEE 519 standard.