Çok seviyeli eviricilerin çıkış parametrelerinin bulanık mantık sistemine dayalı uyarlanır ağlar mimarisi ile belirlenmesi
Determining the output parameters of multilevel inverters with adaptive networks architecture based on fuzzy logic system
Yazar: TUĞBA ATAR
Danışman: DOÇ. DR. SELAMİ BALCI
Karamanoğlu Mehmetbey Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / Elektrik-Elektronik Mühendisliği Ana Bilim Dalı
Derece: Yüksek Lisans, 2022
Konu: Elektrik ve Elektronik Mühendisliği = Electrical and Electronics Engineering
Dizin: ANFIS = ANFIS ; Eviriciler = Inverters ; Fourier dönüşümü = Fourier transformation ; Güç elektroniği = Power electronics ; Harmonikler = Harmonics ; Parametre tahmini = Parameter estimation

Özet:
Endüstriyel alanda son yıllarda güç elektroniği uygulamalarında eviricilerin kullanımı giderek artmaktatır. Bu kullanımlardan en önemlilerden bir tanesi ise çok seviyeli evirici (ÇSE) topolojisi olmuştur. ÇSE'lerin diğer klasik eviricilere göre avantajları vardır. ÇSE'lerin en önemli avantajı ise çıkış geriliminin sinüzoidal dalga formuna daha yakın olması, daha düşük anahtarlama frekansında ve yüksek verimde çalışmasıdır. Ayrıca, ÇSE'lerin çıkışında düşük Toplam Harmonik Bozulmalı (THD) akım ve gerilim dalga formları oluşmaktadır. 
Bu tez çalışmasında, üç fazlı beş seviyeli kaskat bağlı eviricinin MATLAB/Simulink yazılımında benzetimi yapılarak devresi tasarlanmıştır. Eviricinin çıkış akım ve geriliminin THD değerinin tahmin edilmesi amaçlanmıştır. Tasarımı yapılan çok seviyeli evirici devresindeki anahtarlama frekansı ve modülasyon indeksi gibi parametreleri değiştirilerek, MATLAB ile Hızlı Fourier dönüşümü (FFT) analizi ile evirici akım ve geriliminin THD değeri için bir veri seti üretilmiştir. Üretilen veri seti bir yapay zeka algoritması olan Bulanık Mantık Sistemine Dayalı Uyarlanır Ağlar (BMSDUA) sisteminin eğitim ve test aşamasında kullanılmıştır. Akım ve gerilimin THD değeri tahmin edilmiştir. Bu sayede, parametre tahmini yaparak en az THD'li evirici devresi deneysel olarak gerçekleştirilmeden önce belirlenmiştir. Tahmin aşamasının sonunda test için akım ve gerilim değerlerinin ortalama yüzdelik hata değerleri sırasıyla %0,4480 ve %0,4092 olarak elde edilmiştir. Böylece, MATLAB/Simulink yazılımı ile çalıştırılan bir güç elektroniği devresinde parametrik veri seti analizi için bir BMSDUA tahmin örneği olmuş ve güç elektroniği devre tasarımcıları için literatüre parametrik bir simülasyon çalışması sunulmuştur.

Abstract:
In recent years, the use of inverters in power electronics applications has been increasing in the industrial field. One of the most important of these uses has been the multi-level inverter (MSI) topology. MSIs have advantages over other conventional inverters. The most important advantage of MSIs is that the output voltage is closer to the sinusoidal waveform, operating at lower switching frequency and high efficiency. In addition, low Total Harmonic Distortion (THD) current and voltage waveforms occur at the output of MSIs.
In this thesis, the circuit of a three-phase five-level cascade-connected inverter is designed by simulating it in MATLAB/Simulink software. It is aimed to estimate the THD value of the output current and voltage of the inverter. By changing the parameters such as switching frequency and modulation index in the designed multilevel inverter circuit, a data set was produced for the THD value of the inverter current and voltage by Fast Fourier transform (FFT) analysis with MATLAB. The generated data set was used in the training and testing phase of the Adaptive Networks Based on Fuzzy Logic System (BMSDUA), an artificial intelligence algorithm. THD value of the current and voltage is estimated. In this way, by estimating the parameter, the inverter circuit with the least THD was determined before the experimental implementation. At the end of the estimation phase, the mean percent error values of the current and voltage values for the test were obtained as 0.4480% and 0.4092%, respectively. Thus, a BMSDUA estimation example for parametric data set analysis in a power electronics circuit operated with MATLAB/Simulink software has been provided and a parametric simulation study has been presented to the literature for power electronics circuit designers.