Σχεδίαση Και Υλοποίηση Μονοφασικού Αντιστροφέα Για Φ/β Συστήματα

Abstract

Στην παρούσα Διπλωματική Εργασία γίνεται η προσπάθεια κατασκευής, ελέγχου, προσομοίωσης και λειτουργίας ενός μονοφασικού αντιστροφέα δύο επιπέδων πλήρους γέφυρας χωρίς μετασχηματιστή διασυνδεδεμένου στο δίκτυο χαμηλής τάσης, ο οποίος υλοποιείται μέσω της ημιτονοειδούς διαμόρφωσης εύρους παλμών (SPWM). Αρχικά, παρουσιάζονται αναλυτικά όλες οι διατάξεις αντιστροφέων DC/AC που μελετήθηκαν, προτού επιλεγεί αυτός που τελικά κατασκευάστηκε, αναδεικνύοντας όλα τα θετικά και αρνητικά τους στοιχεία, με έμφαση στα συγκεκριμένα στοιχεία που οδήγησαν στην τελική επιλογή. Παράλληλα θα γίνει αντίστοιχη διερεύνηση των μετατροπέων DC/DC, ώστε να γίνουν αντιληπτοί οι λόγοι που αποτέλεσαν κριτήριο για την επιλογή της τελικής διάταξης. Συνεχίζοντας, γίνεται πλήρης περιγραφή του κυκλώματος οδήγησης των ημιαγωγών, αλλά και εκτενής παρουσίαση όλων των επιμέρους κυκλωμάτων από τα οποία αποτελείται η τυπωμένη πλακέτα. Σε αυτό το σημείο, γίνεται αναφορά στα κυριότερα χαρακτηριστικά των σημαντικότερων στοιχείων που χρησιμοποιήθηκαν, καθώς και ο τρόπος λειτουργίας τους.Περνώντας στο κομμάτι του ελέγχου, εξετάζονται διάφοροι εναλλακτικοί αλγόριθμοι κλειδώματος φάσης (PLL), οι οποίοι είναι απαραίτητοι για το συγχρονισμό της μονάδας με το δίκτυο και επιλέγεται ο καταλληλότερος για την εξεταζόμενη εφαρμογή, βάσει προγενέστερων μελετών. Στη συνέχεια, παρατίθεται ο αλγόριθμος ανίχνευσης βέλτιστου σημείου λειτουργίας που υλοποιήθηκε. Ενώ, παρουσιάζεται και η στρατηγική ελέγχου ρεύματος που ακολουθήθηκε για την δημιουργία των ημιτόνων αναφοράς, απαραίτητων για την υλοποίηση της SPWM.Τέλος, επιβεβαιώνεται μέσω προσομοιώσεων η σωστή λειτουργία της διάταξης και της συνολικής στρατηγικής ελέγχου, προτού εισαχθεί στον αντιστροφέα, για να διεκπεραιωθούν τα πειράματα. Κατά την διαδικασία των πειραμάτων, αναλύονται τα εξαγόμενα αποτελέσματα, με σκοπό την μέτρηση της απόδοσης του συστήματος και την διερεύνηση εάν ο αντιστροφέας κινείται μέσα στο θεσμικό πλαίσιο που έχει δημιουργηθεί από τους διαχειριστές του δικτύου.