Rüzgar türbin uygulamasında sürekli mıknatıslı senkron jeneratörün hız sensörsüz alan yönlendirme kontrolü ve şebeke bağlantısı

Tez çalışmasında üç faz sürekli mıknatıslı senkron jeneratör (PMSG) tabanlı direkt sürülen değişken hızlı rüzgar türbin sisteminin kontrolü ve şebeke bağlantısı anlatılmıştır. Çalışılan sistem DC motor, PMSG, tam ölçekli ac-dc ve dc-ac gerilim kaynaklı dönüştürücüden oluşmaktadır. Çalışmada DC motor rüzgar türbinini taklid amacıyla jeneratörü sürmek için kullanılmıştır. Jeneratör şebekeye sırasıyla ac-dc ve dc-ac tam ölçekli gerilim kaynaklı dönüştürücüler ile bağlanmaktadır. Jeneratörün hızı sensörsüz alan yönlendirme metodu ile kontrol edilmektedir. Jeneratörün sensörsüz alan yönlendirme kontrolü için gerekli rotor hız ve konum bilgisi kayan tipte gözetleyici (sliding mode observer) kullanımı ile elde edilmektedir. Alan yönlendirme kontrolü için dq-referans yapıda elde edilen referans stator gerilimlerinden hareketle uzay vektör modülasyon tekniği kullanılarak ac-dc kontrollü doğrultucu devresinde fazlara uygulanacak refererans gerilimlerin darbe genişlikleri bulunmaktadır. Şebeke tarafındaki üç faz dc-ac evirici güç devresi aracılığı ile DC link gerilimi, jeneratör ve şebeke arasındaki aktif ve reaktif güç akısı kontrol edilmektedir. Jeneratör tarafındaki ac-dc kontrollü doğrultucunun kontrolünde olduğu gibi dc-ac eviricinin kontrolünde de senkron referans yapı tercih edilmiş ve evirici güç devresi modülasyonu uzay vektör modülasyon tekniğine göre yapılmıştır. Şebeke akımları ile şebeke gerilimlerinin senkronizasyonu dq-PLL kontrol ile sağlanmıştır. dq-PLL kontrolün şebeke harmonik ve gürültülerden etkilenmesini önlemek için şebeke gerilimleri ilk önce ayarlamalı band söndüren (adaptive notch filter) filtreden geçirilip temel bilesen ve harmonik bileşenlerine ayrılmış daha sonra temel bileşenler dq-PLL kontrol yapısında kullanılmıştır. Son bölümde ACSLX programı ile 1kW çıkıs gücü olan sistemin benzetimi yapılmıştır. Benzetim programıyla sistem farklı jeneratör hızlarında, farklı çıkış güçlerinde, harmonikli ve hatalı şebeke yapısında test edilmiş ve uygun sonuçlar elde edilmiştir. Deneysel çalışmalarda ise nominal çıkış gücü 55W olan PMSG kullanılarak jeneratörün hız sensörsüz kontrolü test edilmiştir. Deneysel çalışmalarda da hedeflenen sonuçlar elde edilmiştir