Güç Elektroniği Dönüştürücüleri için Adaptif Histerezis Akım Kontrol Yönteminin İyileştirilmesi

Histerezis akım kontrol yöntemi, güç elektroniği dönüştürücülerinde kullanılan analog temelli eski bir yöntemdir. Diğer akım kontrol yöntemlerine göre daha yüksek bir dinamik cevap ve kararlılık sağlamasına rağmen mikroişlemcilerin gelişmesi ile kullanımı azalmıştır. Bunun en temel nedeni anahtarlama frekansının değişken olmasıdır. Zira değişken anahtarlama frekansı bazı uygulamalarda çözümü zor sorunlara yol açmaktadır. Bu nedenle frekansın sabit tutulması amacıyla histerezis bandın hesap yoluyla adaptif olarak kontrol edildiği bir yöntem önerilmiştir. Böylece sabit frekanslı ve hızlı dinamik cevaba sahip bir akım kontrol yöntemi hedeflenmektedir. Bu yöntem sayesinde sistemin kararlı çalışmasının sağlanması ve dinamik cevabının iyileştirilmesi için detaylı kontrol analizlerinin yapılmasına gerek kalmamaktadır. Geliştirilen sayısal akım kontrol yöntemi ile analog yöntemin problemleri ortadan kaldırılarak frekansın sabit tutulması sağlanmıştır. Önerilen yöntem iki seviyeli yarım köprü invertere uygulanmıştır. Sonuçlar klasik analog histerezis akım kontrol yöntemi ile karşılaştırmalı olarak sunulmuştur.

Improvement of Adaptive Hysteresis Current Control Method for Power Electronics Converters

The hysteresis current control method is an old analog-based method used in power electronic converters. Despite a higher dynamic response and stability compared to other current control methods, the use of this method has been reduced with the development of microprocessors. The most basic reason for this is that the switching frequency is variable. Because the variable switching frequency leads to difficult problems in some applications. Thus, a method is proposed that is controlled the hysteresis band as adaptive through calculation to keep fixed the switching frequency. Therefore, it is aimed that a current control method has fixed frequency and faster dynamic response. Thanks to this method, detailed control analysis is not necessary to ensure stable operation and to improve dynamic response.

___

  • D. G. Holmes, R. Davoodnezhad, B. P. McGrath, “An improved three-phase variable-band hysteresis current regulator”, IEEE Trans. Power Electron., vol. 28, no. 1, pp. 441 – 450, Jan 2013 .
  • R. Davoodnezhad, D. G. Holmes, B. P. McGrath, “A novel three-level hysteresis current regulation strategy for threephase three-level inverters,” IEEE Trans. on Power Electron., vol. 29, no. 11, pp. 6100-6109, Nov. 2014.
  • S. Buso, S. Fasolo, L. Malesani, P. Mattavelli, “A deadbeat adaptive hysteresis current control,” IEEE Trans. on Ind. App., vol. 36, no. 4, pp. 1174-1180, July/August 2000.
  • H. Mao, X. Yang, Z. Chen, Z. Wang, “A hysteresis current controller for single-phase three-level voltage source inverters,” IEEE Trans. on Power Electron., vol. 27, no. 7, pp. 3330-3339, July 2012.
  • C. N. Ho, V. S. P. Cheung, H. S. Chung, “Constantfrequency hysteresis current control of grid-connected VSI without bandwidth control,” IEEE Trans. on Power Electron., vol. 24, no. 11, pp. 2484-2495, Nov. 2009.
  • L. Malesani, L. Rossetto, P. Tomasin, A. Zuccato, “Digital adaptive hysteresis current control with cloked commutations and wide operating range,” IEEE Trans. on Ind. App., vol. 32, no. 2, pp. 316-325, March/April 1996.
  • W. Stefanutti, P. Mattavelli, “Fully digital hysteresis modulation with switching-time prediction,” IEEE Trans. on Ind. App., vol. 42, no. 3, pp. 763-769, May/June 2006
  • L. Malesani, P. Mattavelli, P. Tomasin, “Improved constant-frequency hysteresis current control of VSI inverters with simple feedforward bandwidth prediction,” IEEE Trans. on Ind. App., vol. 33, no. 5, pp. 1194-1202, Sep./Oct. 1997.
  • S. Buso, L. Malesani, P. Mattavelli, “Comparison of current control techniques for active filter applications,” IEEE Trans. on Ind. Electron., vol. 45, no. 5, pp. 722-729, Oct. 1998.
  • L. Malesani, P. Mattavelli, P. Tomasin, “Highperformance hysteresis modulation technique for active filters,” IEEE Trans. on Power Electron., vol. 12, no. 5, pp. 876-884, Sep. 1997.
  • L. Malesani, P. Tenti, “A novel hysteresis control method for current-controlled voltage-source PWM inverters with constant modulation frequency,” IEEE Trans. on Ind. App., vol. 26. no. I , pp. 88-92, Jan./Feb. 1990.
  • E. Aldabas, L. Romeral, A. Arias, M.G. Jayne, “Softwarebased digital hysteresis-band current controller,” IEE Proc.-Electr. Power Appl., Vol. 153, No. 2, pp. 184-190, Mar. 2006.
  • F. Liu, A. I. Maswood, “A novel variable hysteresis band current control of three-phase three-level unity PF rectifier with constant switching frequency,” IEEE Trans on Power Electron., vol. 21, no. 6, pp. 1727-1734, Nov. 2006.
  • A. K. Panda, R. Patel, “Adaptive hysteresis and fuzzy logic controlledbased shunt active power filter resistant to shoot-through phenomenon,” IET Power Electron., Vol. 8, Iss. 10, pp. 1963–1977, 2015.
  • A. Fereidouni, M. A. S. Masoum, K. M. Smedley, “Supervisory nearly constant frequency hysteresis current control for active power filter applications in stationary reference frame,” IEEE Power and Energy Technology Systems Journal, vol. 3, no. 1, pp. 1-12, March 2016.
  • B. K. Bose, “An adaptive hysteresis-band current control technique of a voltage-fed PWM inverter for machine drive system,” IEEE Trans. on Ind. Electron., vol. 31, no. 5, pp. 402-408, Oct. 1990.
  • K. M. Rahman, M. R. Khan, M. A. Choudhury, “Implementation of programmed modulated carrier HCC based on analytical solution for uniform switching of voltage source inverters,” IEEE Trans. on Power Electron., vol. 18, no. 1, pp. 188-197, Jan. 2003.
  • R. Mayell, E.H. Quek, “A New Integrated Switcher IC Family -- A Feature Rich Solution for Demanding Power Conversion Applications,” Power Integrations - Technical Article.
EMO Bilimsel Dergi-Cover
  • ISSN: 1309-5501
  • Yayın Aralığı: Yılda 2 Sayı
  • Başlangıç: 2011
  • Yayıncı: -
Sayıdaki Diğer Makaleler

Eskişehir Osmangazi Üniversitesi Kampüsünde Elektrik Tüketim Maliyetinin Azaltılmasına Yönelik FV Üretim ve Enerji Depolama Biriminden Oluşan bir Mikro Şebekenin Optimal Tasarımı

İpek ÇETİNBAŞ, Bünyamin TAMYÜREK, Mehmet DEMİRTAŞ

Rüzgar Enerji Dönüşüm Sistemlerinde Finsler Geometrisi Tabanlı Yeni Bir Yaklaşım

Emrah DOKUR, Salim CEYHAN, Mehmet KURBAN

Yüksek Hızlı Asenkron Motorların Farklı Rotor Yapıları için Analizi

Abdullah POLAT, Anıl YILMAZ, Lale T. ERGENE

Hız-AlgılayıcılıDo˘grudanVektörKontrollüAsenkronMotorSürücüleriiçin ˙ Indirgenmis¸ DereceliGenis¸letilmis¸ KalmanFitresiTabanlıStatorveRotor DirenciKestiricisi

Emrah ZERDALİ, Rıdvan DEMİR, Murat BARUT, Recep YILDIZ, Remzi İNAN

Raylı Sistemlerde Orta Gerilim Elektrifikasyon Sisteminin Modellenmesi ve Besleme Senaryolarının Belirlenmesi

Recep YUMURTACI, Furkan KARAKUŞ

Doğrusal Sürekli Mıknatıslı Senkron Motorun Doğrusal Olmayan Manyetik Eşdeğer Devre ve Sonlu Elemanlar Tabanlı Tasarımı

Ayşe BARIŞ, Metin AYDIN, Yücel DEMİR, Mehmet GÜLEÇ

Enerji Dağıtım Sistemlerinde Güneş Enerji Santrali Entegrasyonu ve Röle Koordinasyonu

Mehmet Tan TURAN, Yavuz ATEŞ, Erdin GÖKALP

Ağ Üzerinden Kontrol Edilen Yükselten DA-DA Dönüştürücünün Zaman Gecikmesine Bağlı Kararlılık Analizi

Alperen SARI, Saffet AYASUN, Şahin SÖNMEZ

Güç Elektroniği Dönüştürücüleri için Adaptif Histerezis Akım Kontrol Yönteminin İyileştirilmesi

A. Faruk BAKAN, A. Talha DUDAK

Batarya Modelleri ve Şarj Durumu (SoC) Belirleme

Efe İsa TEZDE, Halil İbrahim OKUMUŞ