Empedans kaynaklı invertörlerin yeni taşıyıcı tabanlı kontrolle anahtarlama kayıplarının azaltılması
Reducing switching losses of impedance source inverters with new carrier-based control
Yazar: HALİL İBRAHİM AYTEKİN
Danışman: PROF. DR. SELİM BÖREKCİ
Akdeniz Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / Elektrik ve Elektronik Mühendisliği Ana Bilim Dalı
Derece: Yüksek Lisans, 2022
Konu: Elektrik ve Elektronik Mühendisliği = Electrical and Electronics Engineering
Dizin: Anahtarlama = Switching ; Empedans = Impedance ; Fotovoltaik sistemler = Photovoltaic systems

Özet:
Günümüzde enerjinin daha çok önem kazanmasıyla bu enerjinin son kullanıcıya ene verimli şekilde ulaştırılması da çağımızın çözülmesi gereken problemleri arasında yer almaktadır. Termal ve hidroelektrik santralleri ürettiği elektrik Enterkonnekte şebeke sistemleri üzerinden evlerimize alternatif akım olarak ulaşır. Günümüzde kullanılan elektrikli ev aletlerinin çoğu alternatif akım için tasarlanmıştır. İnverterler, doğru akım güç kaynaklarının (yakıt pilleri, rüzgâr enerjisi, fotovoltaik vb.) ürettiği gerilim ve akımı son kullanıcının kullanabileceği şekilde dönüştürmeye yarayan güç elektroniği devreleridir. Fotovoltaik sistemlerden alınabilecek maksimum gücü almak bu sistemlerin daha verimli olmasını sağlar.
Empedans kaynaklı inverterler geleneksel inverterlere göre ikinci bir kontrol yapısına ihtiyaç duymadan fotovoltaik panellerden maksimum gücü tek anahtarlama kontrol yapısıyla çekmemize olanak sağlar. Empedans kaynaklı inverterler için anahtarlama şekillerinin en sık kullanılanı taşıyıcı temelli "Basit arttırma kontrol" yapısıdır. Düşük kapasiteli mikrodenetleyiciler tarafından kontrolü sağlanabilir yapıdadır. Bu çalışmada empedans kaynaklı inverterler için taşıyıcı temelli yeni anahtarlama şekli tasarlanmıştır. "Basit arttırma kontrol" yapısından esinlenen çalışmamızda taşıyıcı sinyale paralel ikinci taşıyıcı sinyal yardımıyla devre çıkış voltajında geleneksel yöntemlere kıyasla hiçbir bozulma yaşanmadan, anahtarlama sayısını %66 azaltılmıştır. Bu sayede devre anahtarlama elemanlarının üzerinde oluşan kayıplar da azalmıştır. Aynı zamanda anahtarlama için basit mikrodenetleyicilerin kullanımı halen mümkündür.

Abstract:
With the increasing importance of energy, the most efficient way to deliver this energy to the end user is among the problems that need to be solved. The electricity produced by thermal and hydroelectric power plants reaches our homes as alternating current through interconnected network systems. Most of the electrical appliances used today are designed for alternating current. Inverters are power electronic circuits that convert the voltage and current produced by direct current power sources (fuel cells, wind energy, photovoltaic, etc.) in a way that the end user can use. Getting the maximum power that can be obtained from photovoltaic systems makes these systems more efficient.
Impedance source inverters allow us to get the maximum power from photovoltaic panels with a single switching control structure without the need for a second control structure compared to conventional inverters. The most used switching mode for impedance source inverters is the carrier-based "Simple boost control" structure. It can be controlled by low-capacity microcontrollers. In this study, a new carrier-based switching mode is designed for impedance source inverters. In our study, inspired by the "simple boost control" structure, with the help of a second carrier signal parallel to the carrier signal, the number of switching has been reduced by 66% without experiencing any deterioration in the circuit output voltage compared to traditional methods. In this way, the losses on the circuit switching elements are also reduced. At the same time, it is still possible to use simple microcontrollers for switching.