Üç fazlı eviricinin bozucu gözlemci tabanlı kontrol uygulaması
Distrubance observer based control of three phase inverter
Yazar: SİNAN UNAN
Danışman: DOÇ. DR. HALUK GÖRGÜN ; YRD. DOÇ. DR. FARUK BAKAN
Yıldız Teknik Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / Elektrik Mühendisliği Ana Bilim Dalı / Kontrol ve Otomasyon Mühendisliği Bilim Dalı
Derece: Yüksek Lisans, 2010
Konu: Elektrik ve Elektronik Mühendisliği = Electrical and Electronics Engineering

Özet:
Bu çalışmada üç fazlı kesintisiz güç kaynaklarında uygulanmak üzere gözlemci tabanlı kaskat PI kontrolörü geliştirilmiştir. KGK evirici birimleri için yükler sabit değildir. Evirici birimlerine bilgisayarlar, elektrikli sobalar gibi direnç yükleri, motor yükleri, güç faktörü düşük ve tepe faktörü yüksek lineer olmayan yükler çok çeşitli yükler bağlanabilir. Bu sebeple yükler evirici birimi için bilinmeyendir. Bu yükler ancak evirici biriminin güç değerine bağlı olarak sınırlandırılabilir. Belirlenen güç değerlerine bağlı olarak evirici kontrol sistemi değişken yükler altında belirlenen toleranslar dahilinde ve düşük THD değeri ile çıkış gerilimi oluşturmalıdır. Evirici sistemleri için bozucu etki gösteren yük akımının değerinin kontrolör sistemine dahil edilmesi kontrolörün değişken yüklere tepkisini daha etkin kılmaktadır. Bu çalışmada yük akımı bozucu gözlemci tabanlı kontrol yaklaşımı ile kontrol edilmiş ve zaman gecikme problemlerini çözmek üzere tahmin yöntemi kullanılmıştır. Gerçekleştirilen kaskad PI ve yük akımı ileri beslemeli sistem, kararlı ve dinamik cevaplar açısından başarılı şekilde gözlemlenmiştir. Bozucu gözlemci kullanılarak klasik gözlemcilerin neden olduğu aşırı hesaplama yükü azaltılmıştır. Ayrıca bozucu gözlemci kullanımı ile yük akımını ölçmede kullanılan akım sensörleri ve uygunlaştırma devrelerinden bağımsızdır. Parametre değişimleri dikkate alınarak düzenlenen kontrol sistemi ile ani yük değişimlerinde başarılı bir performans gösterdiği tespit edilmiştir. Lineer olmayan yükler için eviricinin THD performansı için optimize edilmesi gerekliliği de görülmüştür.

Abstract:
In this thesis control of three phase UPS inverter with observer based double loop PI controller is studied.In genereal, loads are not constant for the inverter unit of the UPS. Many load types like computers, resistive loads, motor loads, nonlinear loads may be connected to UPS inverter. Hence the loads are unknown for the UPS inverter. The power rate is the main limitation for the loads that would be connected to Inverter unit. The aim of the controller is to supply low THD rate sinusoidal output under any load conditions. Including the load current to the control system improves the performance dramatically. In this study load current of the inverter is calculated via disturbance observer and added as an feedword loop to the Voltage PI controller. And a prediction method used to improve dynamic responce of the inverter. Calculating the load current via disturbance observer improves another advantage by reducing load current measurement curcuits and current sensors. Also simple parameter adaption applied to the voltage PI controller for compansating parameter variations of the output fitler inductor. It is seen that core control system has to be optimized to improve THD performance of the inverter while operating under nonlinear loads.