Üç fazlı uzay vektör PWM kontrollü eviricinin FPGA tabanlı kosimülasyonu
FPGA based cosimulation of 3 phase space vector PWM controller inverter
Yazar: MUHAMMET MUSTAFA AKAY
Danışman: DR. ÖĞR. ÜYESİ MUHAMMET ALİ ARSERİM
Dicle Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / Elektrik-Elektronik Mühendisliği Ana Bilim Dalı
Derece: Yüksek Lisans, 2019
Konu: Elektrik ve Elektronik Mühendisliği = Electrical and Electronics Engineering
Dizin: FPGA = FPGA ; Uzay vektörü kuramı = Space vector theory

Özet:
Eviriciler girişlerindeki DC gerilimi AC gerilimine dönüştürür. Bu dönüşümü sağlamak için kontrol yöntemleri geliştirilmiştir. Bu yöntemlerden en önemlisi Darbe Genişlik Modülasyon yöntemleridir. Darbe genişlik modülasyon yöntemleri, eviricilerde çıkış gerilimini ve frekansını düzenlemek için kullanılır. Eviriciler, motor kontrol uygulamalarında, kesintisiz güç kaynaklarında ve yenilenebilir enerji kaynaklarında yaygın olarak kullanılır. Darbe Genişlik Modülasyon yöntemlerinden Uzay vektör DGM yöntemi, eviricilerin kontrolünde yaygın olarak kullanılır, çünkü düşük harmonik içeriğe sahiptir ve dijital olarak uygulanabilir. Geleneksel mikroişlemcilerle üretilen uzay vektörü DGM sinyallerinin çıkış frekansı istenilen frekanstan farklı olmakta ve kaymalar meydana gelebilmektedir. Bu kaymalar, geleneksel mikroişlemcilerin seri işlem yapılarından kaynaklanmaktadır. Bu durum istenmeyen harmonikler gibi birçok soruna yol açmaktadır. Bu nedenle bu çalışmada geleneksel mikro işlemciler yerine FPGA kullanımı tercih edilmiştir. FPGA ile paralel işlem yapılabilir, kullanılan tasarım test edilebilir ve istendiğinde içine işlemci sistemi gömülebilir ve sahada programlanabilmektedir. Ayrıca FPGA ile tasarlanan program bilgisayar ortamında simüle edilebilir..

Bu tez çalışmasında, referans şebeke gerilimi kullanılarak Uzay Vektör DGM sinyalleri oluşturulmuş ve geleneksel mikroişlemciler yerine FPGA kullanılmıştır. Uzay Vektör DGM sinyalleri MATLAB/Simulink benzetim programı ile System Generator sayesinde sağlanan Xilinx FPGA'larına özel bloklarla oluşturulmuştur. Bu evirici modelinde FPGA'da oluşturulan modelin simülasyonu yapılmıştır. Ayrıca bu modelin BASYS3 FPGA deneme kartıyla kosimülasyonu yapılmış, sonuç olarak simülasyon ve kosimülasyon verileri gözlemlenmiştir.

Abstract:
The inverters convert the DC voltage at their inputs to AC voltage. Control methods have been developed to achieve this transformation. The most important of these methods are Pulse Width Modulation methods. Pulse width modulation methods are used to regulate the output voltage and frequency of inverters. Inverters are widely used in motor control applications, uninterruptible power supplies and renewable energy sources. Pulse Width One of the modulation methods, the Space vector PWM method is widely used in the control of inverters because it has a low harmonic content and can be applied digitally. The output frequency of the Space Vector PWM signals produced by conventional microprocessors is different from the desired frequency and shifts can occur. These shifts result from the serial processing structures of conventional microprocessors. This causes many problems, such as unwanted harmonics. Therefore, in our study, FPGA was preferred instead of conventional microprocessors. Parallel processing can be done with FPGA, the design used can be tested and if desired, the processor system can be embedded and programmed in the field. Also the program designed with FPGA can be simulated in computer.
 
In this thesis, Space Vector PWM signals are generated by using reference network voltage and FPGA is used instead of conventional microprocessors. Space Vector PWM signals are generated with special blocks for Xilinx FPGAs provided by MATLAB / Simulink simulation program and System Generator. In this inverter model, the model created in FPGA is simulated. In addition, this model was cosimulated with BASYS3 FPGA test card and as a result simulation and cosimulation data were observed.