Eviriciler için bulanık mantık sistemine dayalı uyarlanır ağlar ile bir fazlı izolasyon transformatörünün elektriksel parametrelerinin tahmini ve analizi
Estimation and analysis of electrical parameters of single phase isolation transformer with adaptable networks based on fuzzy logic for inverters
Yazar: BÜŞRA ASLAN
Danışman: DOÇ. DR. SELAMİ BALCI ; DOÇ. DR. AHMET KAYABAŞI
Karamanoğlu Mehmetbey Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / Elektrik-Elektronik Mühendisliği Ana Bilim Dalı
Derece: Yüksek Lisans, 2021
Konu: Elektrik ve Elektronik Mühendisliği = Electrical and Electronics Engineering
Dizin: ANFIS = ANFIS ; Güç transformatörü = Power transformer ; Güç çeviriciler = Power converters ; Parametre tahmini = Parameter estimation

Özet:
Son yıllarda yenilenebilir enerji kaynaklarının kullanımının sıklaşmasıyla güç elektroniği devreleri ile şebeke arayüzünü birbirinden yalıtma ihtiyacı ortaya çıkmıştır. Bu bağlamda, maliyeti ve kayıpları minimum seviyede tutarak tasarlanacak bir izolasyon transformatörü, DA-AA dönüştürücü devreleri için büyük bir öneme sahiptir. Çıkışında izolasyon transformatörü bulunan bir evirici devresinde, istenilen seviyede ve frekansta elde edilen çıkış geriliminin gerçek bir sinüzoidal dalga şekline yakın olması gereklidir. Bu sayede evirici çıkışına bağlanan sistemlerin daha verimli çalışması sağlanabilir.
Bu tez çalışmasında, iki ve üç seviyeli evirici devrelerinin daha verimli çalışabilmeleri için iki yöntem sunulmuştur. İlk yöntemde, eviricilere entegre edilecek izolasyon transformatörünün birincil ve ikincil sargı boyutlarına ve sarım sayısına bağlı olarak kayıpları ve kaçak endüktans değerleri elde edilmiştir. Bunun için, bir veri kümesi Sonlu Eleman Analizi (SEA) yazılımı ile parametrik benzetimler gerçekleştirerek sağlanmaktadır. Elde edilen veri kümesi Bulanık Mantık Sistemine Dayalı Uyarlanır Ağlar (BMSDUA) sisteminin eğitim ve test sürecinde kullanılmıştır. Bu sayede, henüz üretim aşamasına geçmemiş olan farklı sargı boyutlarındaki izolasyon transformatörlerinin kaçak endüktansı tahmin edilmiş ve en verimli çalışma parametrelerine sahip olan izolasyon transformatörü belirlenmiştir. İkinci yöntemde ise eviriciye entegre edilen transformatörün farklı kaçak endüktans değerlerine ve PWM anahtarlama değişkenlerine bağlı olarak elde edilen çıkış geriliminin RMS değerinin tahmin edilmesi amaçlanmıştır. Bu amaca yönelik veri kümesi oluşturmak için güç elektroniği benzetim yazılımı ile parametrik benzetim çalışmaları gerçekleştirilmiştir. Üretilen veri kümesi ile BMSDUA eğitim ve test aşamaları tamamlanmış ve farklı parametrelere göre RMS değeri başarılı bir şekilde tahmin edilmiştir.

Abstract:
With the increasing use of renewable energy sources in recent years, the need to isolate power electronics circuits and grid interface from each other has emerged. In this context, an isolation transformer to be designed keeping costs and losses to a minimum is of great importance for DC-AC converter circuits. In an inverter circuit with an isolation transformer at its output, the output voltage at the desired level and frequency must be close to a true sinusoidal waveform. In this way, systems connected to the inverter output can work more efficiently.
In this thesis, two methods are presented for two and three level inverter circuits to work more efficiently. In the first method, losses, temperature rise and leakage inductance values are obtained depending on the primary and secondary winding dimensions and the number of turns of the isolation transformer to be integrated into the inverters. For this, a dataset is provided by performing parametric simulations with Finite Element Analysis (FEA) software. The dataset obtained is used in the training and testing process of the Adaptive Neuro Fuzzy İnference System (ANFIS). In this way, the leakage inductance of isolation transformers of different winding sizes, which has not yet entered the production phase, is estimated and the isolation transformer with the most efficient operating parameters is determined. In the second method, it is aimed to estimate the RMS value of the output voltage obtained depending on the different leakage inductance values of the transformer integrated into the inverter and PWM switching parameters. In order to create a dataset for this purpose, parametric simulation studies have been carried out with power electronics simulation software. With the produced data set, ANFIS training and testing stages are completed and the RMS value has been successfully estimated according to different parameters.