DSP Tabanlı Güç Elektroniği Uygulamalarında Hızlı Prototip Geliştirme

Transkript

1 DSP Tabanlı Güç Elektroniği Uygulamalarında Hızlı Prototip Geliştirme Kadir Vardar 1 Abdül Balıkcı 2 Eyüp Akpınar 3 1,2,3 Elektrik-Elektronik Mühendisliği Bölümü, Dokuz Eylül Üniversitesi, Đzmir 1 e-posta: kadir.vardar@deu.edu.tr 2 e-posta: abdul.balikci@deu.edu.tr 3 e-posta: eyup.akpinar@deu.edu.tr Özetçe Güç elektroniği uygulamaları, genel olarak yarı iletkenleri de içeren güç elektroniği devre elemanları ve denetleyici ile onun yazılımından oluşmaktadır. Bir güç elektroniği uygulamasının prototipi hazırlanırken denetleyicinin programında oluşan hatalar güç sisteminin devre elemanlarına zarar verebilmektedir. Bu çalışmada, bir sayısal işaret işlemci (DSP) yazılımı gerçek sisteme bağlanmadan önce Simulink kullanılarak test edilmekte ve uygulama sonuçlarıyla karşılaştırılmaktadır. Simulink te kurulan güç katı modelinden alınan akım, gerilim bilgiler DSP ye gönderilmekte, DSP nin çıktısı olan kontrol sinyalleri Simulink e alınarak modele uygulanmaktadır. Bu şekilde DSP tabanlı güç elektroniği uygulamalarında genelleştirilmiş bir yaklaşım gerçekleştirilmiştir. Gerçek uygulanacak sisteme denetleyici bağlanmadan yazılım testi yapılmaktadır. Uygulama örneği olarak paralel aktif güç filtresi, STATCOM ve tristör kontrollü reaktör (TCR) tasarımı yapılmıştır. Bu makalede ilk ikisi için sonuçların verilmesi yeterli bulunmuştur. 1. Giriş Güç sistemlerinde doğrusal olmayan yüklerin kullanılması ile güç kalitesi problemleri artmaktadır. Bu problemin çözümünde, Aktif Güç Filtreleri (AGF), Darbe Genlik Modülasyonlu doğrultucular, Statik Var Kompanzatörleri, Güç Kalitesi Şartlandırıcıları gibi güç elektroniği yarı iletkenleri ve devre elemanları içeren yapılar kullanılmaktadır.[1-4] Aynı zamanda motor sürücüleri ve tristor kontrollü kompanzasyon uygulamalarında da benzer çalışma dizgeleri karşımıza çıkmaktadır. Bu tip güç elektroniği devrelerinde IGBT (insulated gate bipolar transistors) ve tristör gibi yarı iletkenler ve kontrol algoritmasının karmaşıklığına bağlı olarak sayısal işaret işlemcileri (DSP) kullanılmaktadır.[5,6] Genel olarak güç elektroniği uygulamalarında, prototip geliştirilmesinde; ilk olarak sistemin bütün elemanları ile gerçek zaman tabanlı modellenip sistemin tepkisi önceden kestirilmeye çalışılmaktadır. Daha sonraki aşamada kullanılacak denetleyici tasarımı analog ve/veya sayısal tabanlı gerçekleştirilmektedir. Sistem kurulduktan sonra bir işaret şartlandırıcı ve sensör(ler) ile veriler alınıp işlemciye aktarılmakta ve işlemci yazılımının ürettiği çıkışlar ile IGBT, tristör, mosfet gibi güç elektroniği yarı iletkenleri kontrol edilmektedir. Uygulamalarda yüksek gerilim ve akım değerleri ile çalışıldığından, istenmeyen durumlardan kaçınmak için sistemin benzetiminin ve modellenmesinin doğru hazırlanması, mikroişlemci yazılımının güvenliği önemli bir durumdur.[7] Bu çalışmada, bir prototip hazırlanması için hazırlanan DSP yazılımının gerçek sisteme bağlanmadan MATLAB ortamında test edilmesi anlatılmaktadır. DSP programında olabilecek hatalardan kaçınmak için, güç sistemi, (şebeke, yük, endüktif, resistif ve kapasitif elemanlar, yarı iletkenler) ve fiziksel sistemden sensör ve şartlandırıcılar üzerinden gelen bilgiler (akım, gerilim, vs) MATLAB/Simulink ortamında gerçek parametrelere uygun olarak kurulur. Her bir simülasyon adımında DSP ye fiziksel sistemden alınan veriler gönderilmektedir. Ve DSP den ise yarı iletkenler için kontrol sinyalleri alınarak Simulink te oluşturulan sisteme aktarılmaktadır. Bu çalışmada, örnek olarak paralel aktif güç filtresi ve STATCOM yazılımları hazırlanmış, paralel aktif güç filitresi (PAGF) ve TCR tasarımları yapılmıştır. PAGF uygulaması için Texas Instrument ın TMS320F2812 sabit noktalı, STATCOM uygulaması için ise TMS320F28335 kayar noktalı sayısal işaret işlemcileri kullanılmıştır. 2. Paralel Aktif Güç Filtresi Aktif güç filtreleri, güç sistemlerinde özellikle doğrusal olmayan yüklerin kullanımının artmasına bağlı olarak artan güç kalitesi problemlerinin düzeltilmesi amacıyla kullanılmaktadır. PAGF lerinin güç devresi akım veya gerilim kaynaklı PWM dönüştürücülerden oluşmaktadır. PAGF harmonik üreten yükle ile kaynak arasındaki ortak bağlantı noktasında (PCC) yüke paralel olarak yerleştirilmektedir. PAGF kontrol yapısında yük üzerinden alınan akım ölçümünü bir sinyal işlemciye aktarılmaktadır. Yük akım bilgisi kullanılarak bir harmonik çıkarım yöntemi ile yükün harmonik bileşenleri tespit edilmektedir. Elde edilen harmonik akımların ters işaretinde ve eşit genlikte kompanzasyon akımını PCC noktasına gönderir. Aynı zamanda filtreleme fonksiyonunu yerine getirebilmesi ve kendi kayıplarını dengelemsi için kaynaktan temel frekansta düşük bir miktar akım çekmektedir. (Şekil.1.b) Gerilim kaynaklı PAGF lerin harmonik akım kaynağı olarak çalışan yüklerle (endüktif yüklü diyot/tristör doğrultucular) birlikte kullanımı daha uygundur. [8]. Harmonik akımlarının çıkarımı, için kullanılan yöntemler genel olarak zaman tabanlı ve frekans tabanlı olarak ayrılmaktadır. Zaman tabanlı çıkarım yöntemleri Akagi-Nabae anlık reaktif güç teorisi ve senkron referans düzlemi yöntemlerine dayanmakta iken frekans tabanlı sistemler Fourier analizi yöntemlerini kullanmaktadır [9,10]. Bunlara ek olarak genelleştirilmiş integral, adaptif doğrusal nöron (Adaline) gibi yöntemlerde literatürde yer almaktadır. Zaman tabanlı sistemlerin en büyük avantajı güç

2 sistemindeki değişikliklere hızlı cevap vermesi ve matematiksel hesaplamaların az olmasıdır. Frekans tabanlı sistemlerde ise karşımıza çıkar. Ancak LPF kullanıldığında faz gecikmesi ortadan kaldırılır. Negatif dizi kontrol bloğunda ise θ vektörü kullanılarak temel negatif bileşen DA değere getirilir. Gerilimde dengesizlik veya çekilen akımlarda negatif bileşen olmadığı Şekil 2: SRF Yöntemi Blok Diyagramı Şekil 1: Açıklanan sisteme ait 2 blok şema a) Gerilim kaynaklı inverter (VSI) devresi ve DSP-Bilgisayar arayüzü b) PAGF blok şeması. kompanzasyon yöntemi periyodik bozulmaların analizine dayanmaktadır ve kompanze edilecek harmonik derecesi yükseldikçe işlem yükü de artmaktadır [11]. Bu çalışmada, harmonik çıkarım yöntemi olarak zaman tabanlı bir yöntem olan Senkron referans düzlem yöntemi kullanılmaktadır Senkron Referans Düzlem Yöntemi Senkron referans düzlem yöntemi (Synchronous Reference Frame - SRF) giriş bilgisi olarak yük akımları ve kaynak gerilimleri kullanılmaktadır ve blok diagramı Şekil 2 de verilmiştir [12]. Burada iki temel pozitif ve negatif dizi kontrol blokları bulunmaktadır. Pozitif dizi kontrol bloğunda, akım harmonikleri d e q e ekseninde elde edilmektedir. Negatif dizi kontrol bloğunda ise yük akımındaki temel negatif sıralı bileşen hesaplanır. Senkron hızda dq dönüşümünü yapabilmek için bir faz kilitlemeli döngü (PLL) devresine ihtiyaç vardır. PLL devresi tarafından şebeke gerilimi takip edilerek +θ ve θ birim vektörleri elde edilir. PLL devresinin ürettiği +θ ve düzlemin hızı kullanılarak yük akımları dq eksenine dönüştürülür. Bu şekilde temel bileşenin frekansı düzlemin hızı olarak alınırsa, temel bileşen bir DA değere getirilir, harmonik akımları ise dönüşümde AA bileşeni olarak gözükür. Temel frekansın dışında sadece harmonik akımlarını elde etmek için bir yüksek geçiren (HPF) filtre kullanılmaktadır. Bu işlem (1 LPF) şeklinde de gerçekleştirilebilir. Burada kullanılacak filtrenin kesim frekansı 0.1-1Hz civarındadır. Devrede alçak geçiren LPF kullanıldığında DA bileşenin geçip AA bileşeni bastırılması gerekmektedir. Tasarımda bu noktada filtre tepki süresi ve DA ofset değeri önemli parametreler olarak sürece bu kısmın çıkışı 0 dır. Yük akımlarındaki dengesizliği kompanze etmek amaçlanmadığı sürece, bu negatif bileşenler çıkış (referans) akımlarından çıkarılarak aktif filtrenin sadece harmonik kompanzasyonu işlemi yapması sağlanır. Senkron referans düzlem yönteminde harmonik akımları ayrı ayrıda bulunabilmektedir. Bu çalışmada kullanılan senkron referans düzlemi yönteminde negatif dizi kontrol bloğu çıkarılmıştır. Pozitif dizi kontrol bloklarında referans hız (düzlemin hızı) elde edilmek istenen harmoniğin frekansı olarak girilmektedir. Örneğin 5. harmonik için PLL de bulunan θ dan, -5θ ve +5θ değerleri elde edilmekte ve düzlem 5 harmonik frekansında döndürülür. Bu durumda, çıkışta 5 harmonik bileşen DA bileşeni olarak görülür. Temel frekans ve diğer bileşenler AA bileşen olarak süzülür. Kompanze edilmek istenen bileşenler ayrıştırarak toplam filtre referans akımı elde edilir Paralel Aktif Güç Filtresi, DSP Matlab ortak simülasyonu Tasarlanan PAGF prototipinde, yük akımları, kaynak gerilimleri, filtre akımları ve dönüştürücünün DA hattı olmak üzere 10 giriş bilgisi sensörlerle okunmaktadır. Akım okumaları LA55P, gerilim okumaları için ise LV25P Hall sensörler kullanılmaktadır. Sensörlerden belirli bir oranda alınan sinyaller bir sinyal şartlandırıcı devresi ile DSP nin analog- dijital dönüştürücüsünün (ADC) 0-3V okuma aralığına çevrilir. DSP içerisindeki yazılım senkron düzlem yöntemi kullanarak 5, 7, 11 ve 13 dereceli harmonikleri ayrıştırmaktadır (5 ve 11 negatif sıralı harmonik bileşenlerdir). Burada filtre referans akımı, harmonik akımların tersi ve DA hattını sabit tutabilmek için PI denetleyici tarafından üretilen temel frekansta akımlardır. Bu referans akımı, DSP yazılımın içinde bir histerezis akım denetleyici (HCC) tarafından filtre endüktansı üzerinden okunan gerçek akım bilgisi ile karşılaştırılır. HCC in çıkışı IGBT kapı anahtarlama sinyalleridir. Bir tampon kullanılarak IGBT kapı girişlerine uygulanır. (Şekil.1.b.)

3 DSP yazılımı, Texas Intrument ın Code Composer Stdio C derleyicisi kullanılarak F2812 için yazılmıştır. [13,14] Yazılımda, referans akım 8 khz dolayında örnekleme frekansında üretilmektedir. Endüktans üzerinde bu referansın iyi bir şekilde takip edilebilmesi için filtre akım okumaları ve HCC karşılaştırılması 100kHz hızında yapılmaktadır. Matlab/Simulink ile ortak çalıştırılmadan önce bu frekanslar yazılımla ölçülmelidir. Ortak çalışmaya geçilmeden önce ADC okumaları çıkarılıp bunların yerine uygun hafıza bölgeleri eklenmelidir. Sisteme ait bütün parametreler Matlab/Simulink ortamında modellenmiştir. (Şekil 3) DSP içerisinde çalışacak kısım ayrı tutulmaktadır. Fiziksel sistemden alınan akım ve gerilim bilgileri gerçekte olduğu gibi bir şartlandırıcı ve ADC örneklemesini temsil eden bloğa girilir. Burada sensör kazançları gerçek sisteme uygun bir şekilde seçilir. ADC işlemini temsilen her bir bilgi, yazılımda ne kadar hızda örnekleniyorsa, zero order hold (ZOH) bloğu kullanılarak ona karşılık gelen örnekleme frekansı tanımlanmalıdır. Sinyal şartlandırıcı ve ADC çevirici bloğunun çıkışı DSP ADC kanalından okunan veri tipindedir.(12 bit ADC arası). Simülasyon çalıştırıldığında, 10 kanaldan alınan ölçümler simülasyonun her bir adımında DSP içerisinde tanımlanmış olan hafıza bölgesine yazılırlar. Bu işlem Simulink içerisinde bir S-function bloğu ve fonksiyonu hazırlanarak yapılır [15]. Bu S-fonksiyonu her bir simülasyon adımında ölçülen verileri yazar ve DSP içerisinde yazılımın sonuç vermesi beklemektedir. 10 adet fiziksel veri yazıldıktan sonra bir sonraki hafıza bölgesine 1 yazılır. Bu akış kontrol değişkenidir. DSP de bu süre içerinde işlemi sonucu olan kontrol kapı sinyallerini kendi içerisinde tanımlı bir alana yazmaktadır. Yazma işlemi bitince akış kontrolü bölgesindeki hafıza alanına 0 yazılır. S-fonksiyonu bu süre sonunda DSP içerisinden kapı sinyallerini okuyarak modeldeki IGBT elemanlarına uygular. DSP de akış kontrolü verisinin içeriği 1 olmadığı sürekli kendi içerisinde yeni bir bilgi yazılmasını bekler. Yeni bir giriş sinyali aldığında, alınan bilgiyi tanımlı hafıza bölgelerinden okur. Programın çıktısı olan kapı sinyalleri bulunup yine tanımlı hafıza bölgelerine yazmaktadır. Matlab/Simulink ve DSP arasında yukarıda anlatılan şekilde bir bağ kurarak prototip sistem için hazırlanan DSP yazılımı güvenli bir şekilde test edilmiştir. Hazırlanmış olan S-fonksiyonu Ekler kısmında verilmiştir. Simulink-DSP ortak ve sadece simulink te hazırlanmış modellerin sonuçları Şekil 4 ile verilmiştir. Bu grafikte, t=0.06 anında AGF devreye girmiştir. Bu süre içerisinde filtrenin çektiği akımlar, kullanılan yüksek frekanslı anahtarlama filtresinin akımlarıdır. Şekil 3: Simulink-DSP ortak simülasyon modeli. Şekil 4: a) Simulasyon sonuçları, b)simulink-dsp ortak simülasyonu sonuçları. t=0.15 anından sonra referans akım üretilmektedir. Daha öncesinde sadece DA hattı 650V a yükseltilmektedir.

4 Deneysel ve simülasyon çalışmalarında; yük direnci, 50 Ω, DA Kapasitörü, 2300 µf, Filtre Endüktansı, 1.8 mh dir Paralel Aktif Güç Filtresi Prototipi üzerinde Deneysel Çalışma 20 kva gücünde PAGF prototipi, TMS320F2812 DSP kullanılarak hazırlanmıştır. Akım okumaları LA55P, gerilim okumaları için ise LV25P Hall efekt sensörler kullanılmaktadır. Güç inverter kısmında SKM75GB IGBT ve SKYPER 32PRO sürücü devresi bulunmaktadır. Bu sürücü modülü kapı sürme ve kısa devre, düşük besleme gerilim korumalarına sahiptir. Yük olarak simülasyon sonuçlarına uygun olarak 3 faz diyot doğrultucu seçilmiştir. Filtre endüktansı 1.8 mh ve anahtarlama gürültüsünü azaltmak için bir RLC filtre kullanılmıştır. [9] Matlab-Simulink ortak çalışması ile test edilen programa hafıza bölgeleri yerine ADC rutinleri eklenerek güvenilir biçimde çalıştırılmıştır. Deney sonuçları Şekil 5 ile verilmektedir. Deneysel sonuçlar ile Şekil 4 de verilen simülasyon sonuçları uyuşmaktadır. diyot kenetlemeli yapıların en önemli dezavantaj, çıkış gerilimindeki seviye arttıkça flying kapasitör ve diyot sayısı artmaktadır. Şekil 6: Yıldız bağlı H-köprü yapısı. Yapılan simülasyon çalışmasında Her bir fazda 3 adet H-köprü yapısı ardışık bağlanarak Şekil 7.a da Şekil 5: Uygulama devresinden alınan ölçümler 3. Statik Reaktif Güç Kompanzatörü (STATCOM) Statik reaktif güç kompanzasyon (STATCOM) devresi sistemin ihtiyacı olan reaktif gücü sağlamak için gerilim kaynaklı dönüştürücü yapısına sahiptir. Reaktif güç kompanzasyonu iletim hatlarının verimli kullanılması ve güç sisteminin kararlılığının korunması açısından oldukça önemli bir unsurdur. Günümüzde, STATCOM devresi tepki hızı sayesinde güç sistemi içerisinde önemli bir güç elektroniği uygulaması olmuştur [16]. Literatürde birçok STATCOM yapısı olmasına karşın çok- seviyeli dönüştürücüler modüler, basit ve ucuz yapıları sayesinde öne çıkmaktadırlar. En çok bilinen çok-seviyeli dönüştürücüler, flying kapasitör, diyot kenetlemeli ve H- köprü yapısında olanlardır[17]. Her bir fazda ardışık olarak bağlı olan H- köprü yapısı yıldız veya üçgen olarak şebekeye bağlanabilir. Şekil 6 da yıldız bağlı ardışık H-köprü yapısı görülmektedir. Bu H-köprü yapı diğer çok seviyeli yapılara karşı daha uygulama bulmuştur [18]. Flying kapasitör ve Şekil 7: a) Yedi seviyeli çıkış gerilimi. b) Hesaplanan modülasyon indekslerine karşılık açılar. görüldüğü gibi, yedi çıkış gerilim seviyesi elde edilmiştir [19]. Seçici harmonik eleme yöntemi kullanılmış; 5. ve 7. gerilim harmonikleri elenecek biçimde, Matematica yazılımının resultant komutu kullanılarak polinomik denklemleri çözülmüştür ve simülasyon çalışmasında kullanılacak tablo oluşturulmuştur [20]. Şekil 7b de

5 oluşturulan tablo (look-up-table) içeriğinde bulunan açı değerleri görülmektedir. Bu şekilde; Statcom için hazırlanmış yazılım, uygulama safhası öncesinde güvenli bir şekilde test edilmiştir Denetleyici tasarımı Yedi seviyeli STATCOM, sisteme paralel olarak bir endüktans yardımıyla bağlanmaktadır. Şekil 8 de görüldüğü gibi üç faz sistem için toplam 9 adet DA hat kapasitörü ve 9 adet H-köprü yapısından oluşan bir sistemdir. Kontrol sistemi için 3 faz kaynak gerilimi, 3 faz kaynak akımı ve DA hat kapasite ölçümlerine ihtiyaç vardır. Senkron referans düzleminde anlık reaktif güç teorisi yöntemi ile kaynak gücü hesaplanır ve bu hesaplama için gerekli olan sayısal faz bilgisi faz kilitleme (PLL) algoritması ile bulunmaktadır. Hesaplanan reaktif gücü, referans güce getirmek için modülasyon indeksi hesaplanmaktadır. Bu değere göre tablo haline getirilmiş açı değerlerinden Şekil 7.a daki gibi kapı sinyali üretilmektedir. Kapasitör gerilimlerinin istenilen gerilim seviyesine getirilmesi ve o seviyede sabit olarak tutulması için kaynaktan aktif güç çekilmektedir. Bu da α açılarında α kadar bir sapmaya neden olmaktadır [21]. Ayrıca bu gerilimi sabit tutarken, 3 adet kapasitör kendi arasında sürekli dönüşüm ile sürülür. Bu şekilde her kapasitörün eşit sürelerde çalışması sağlanır [22] DSP-MATLAB ortak Simülasyonu Code Compose Studio C derleyicisi kullanılarak, Şekil 8 de görülen kontrol algoritması, TMS320F28335 kayan noktalı DSP için yazılmıştır. Hazırlanan bu DSP programının içerisinde kullanılan STATCOM kontrol parametreleri daha önce Matlab/Simulink kullanılarak yapılmış simülasyon parametreleri ile aynıdır. Simulink, uygulanacak sistemdeki kaynak gerilimleri, kaynak akımları ve DA kapasitör gerilim bilgileri olmak üzere toplam 9 adet bilgi DSP ye yollamaktadır. DSP içinde işletilen kontrol algoritması, IGBT leri sürmek için toplam 36 adet kapı sinyali üretmektedir. Bu bilgi Simulink e alınarak simulasyondaki IGBT elemanlarına verilmektedir. Aradaki bağ bölüm 2 de açıklandığı gibi sağlanmıştır. Sistemde endüktif, kapasitif yükler devreye alınıp çıkarılarak ani yük değişimleri oluşturulmuştur. Bu değişimlere karşı STATCOM un tepkisi gözlenmiştir. Şekil 9 da, kurulan bu Matlab-DSP ortak çalışma simülasyon yapısı görülmektedir. Sistemin Matlab simülasyonu gerçekleştirilmiş ve sonuçlar Şekil 10 ile verilmiştir. Endüktans 5mH ve DA hat kapasitörleri 10mF olarak kullanılmıştır. Çalışma esnasında sisteme, Şekil 10.a da görüldüğü gibi t=0.5 sn anında faz başına 9 KVAR lık endüktif bir yük alınıp t=0.65 sn anında ise faz başına 7 KVAR olacak şekilde kapasitif bir yük alınmıştır. Şekil 10.b de STATCOM un ürettiği akım ve gerilim değerleri görülmektedir. Burada t=0.5 sn de STATCOM kapasitif olarak çalışmaya başlayıp t=0.65 sn de endüktif olarak çalışmaktadır. Şekil 10.c de görüldüğü gibi kaynak akım ve gerilimleri aynı faza getirilerek güç faktörünü 1 e çekmiştir. Şekil 10.d de ise A fazına ait kapasitör gerilimleri görülmektedir. Bu gerilim referans gerilim olarak ayarlanan 140 volt üzerinde salınmaktadır. F28335 işlemcisi için yazılan kod Matlab ile birlikte çalıştırılarak test edilmiştir. (Şekil 11) Simülasyon ile Matlab-DSP ortak çalıştırılması sonuçları birbirine uygun olduğu görülmektedir. Şekil 8: STATCOM blok diyagramı. Şekil 9: Ardışık çok seviyeli STATCOM yapısı ve DSP bilgisayar arayüzü.

6 Şekil 10: Matlab/Simulink simülasyon sonuçları a) Yüke ait reaktif güç b) Statcom gerilim ve akımı c) Kaynak gerilim ve akımı d) A fazına ait kapasitör voltajları Şekil 11: Matlab/Simulink DSP ortak simülasyon sonuçları a) Yüke ait reaktif güç b) Statcom gerilim ve akımı c) Kaynak gerilim ve akımı d) A fazına ait kapasitör voltajları 4. Sonuçlar PAGF ve STATCOM güç elektroniği uygulamaları için Matlab ve TMS320f28x DSP leri kullanılarak güvenli ve sistematik bir şekilde prototip tasarımı için yöntem sunulmuştur. Bu şekilde, simülasyon ve uygulama arasında geçiş süresi azaltılmış ve programa dayalı güç sistemindeki yaşanabilecek olumsuzluklar en aza indirilmiştir. Uygulanan tasarım yöntemi ile yüksek maliyetli olan güç elektroniği elemanlarına zarar vermeden tasarımın programlama bölümü yapılabilmektedir. Bunun yanı sıra deneysel çalışma imkânın kısıtlı olduğu şartlarda yazılım geliştirilip test edilebilmesi sağlanmıştır. Ayrıca uygulanan yöntem eğitim amaçlı olarak, öğrencilerin güç elektroniği devrelerinin tasarımında faydalı olabilmektedir. Benzer yöntem TCR için de uygulanmıştır. 5. Teşekkür Bu çalışma; Türkiye Bilimsel ve Teknolojik Araştırma Kurumu TÜBĐTAK ve Türkiye Elektik Đletim Anonim Şirketi TEĐAŞ sponsorluğunda, 106G012 anlaşması ile Milli Güç Kalitesi projesinin bir parçası olarak yapılmıştır. 6. Kaynakça [1] Akagi, H., Trends in active power line conditioners, IEEE Trans. Power Electronics, cilt 9, no. 3, sayfa , Mayıs [2] Mahesh, K., Mishra, K., Karthikeyan, ve P.K., Linash, A development and implementation of DSP based DSTATCOM to compensate unbalanced nonlinear loads in Proc. IEEE Power India Conf., New Delhi, Hindistan, 2006, sayfa 8. [3] Akagi, H., New trends in active filters for power conditioning, IEEE Trans.Industry Apllications, cilt 32, no. 6, sayfa , Kasım [4] Singh, B., Al-Haddad, K., ve Chandra, A., A review of active power filters for power quality improvement, IEEE Trans. Industrial Electronics, cilt 46, no. 5, sayfa , Ekim [5] Aredes, M. et al, A simplified control strategy for a unified power quality conditioner prototype, in Proc. IEEE Power Electronics Specialist Conf., Brezilya, 2005, sayfa [6] Yanbo, C., Fudan, Z., ve Cheng, K.W.E., Shunt active power filter-simulink simulation and DSP-based hardware realization, in Proc. Int. Conf. on Power Electronics Systems and Applications, Hong Kong, 2006, sayfa [7] Vardar, K., Sürgevil, T., Akpınar, E., "Rapid Prototyping Applications on Three-Phase PWM Rectifier and Shunt Active Power Filter", 6th International Conference On Electrical And Electronics Engineering ELECO 09, 5-8 Kasım 2009, Bursa, Türkiye [8] Golkar, M. A., Electric Power Quality: Types and Measurements, IEEE International Conference on Electric Utulity Deregulation, Restructuring and Power Technologies (DRPT2004), sayfa: , Nisan 2004 Hong Kong. [9] Vardar, K., Surgevil, T., Akpinar, E., Evaluation of reference current extraction methods for DSP implementation in active power filters. Electric Power Systems Research 2009; 79: DOI: /j.epsr [10] Asiminoaei, L., Blaabjerg, F., Hansen, S., Evaluation of harmonic detection methods for active power filter applications, APEC [11] Grady, W. M., Samotyj, M. J., ve Noyola, A. H., Survey of Active Line Conditioning Methodologies, IEEE Trans. on Power Delivery, Cilt 5, no.3, Haziran [12] Bhattacharya, S., Frank, T.M., Divan, D.M., ve Banerjee, B., Active Filter System Implementation, IEEE Industry Applications Magazine, Eylül/Ekim [13] Texas Instruments Inc.: TMS320C28x DSP CPU and Instruction Set Reference Guide (Texas Instruments Inc., 2002). [14] Texas Instruments Inc.: TMS320F28x DSP Peripherals Reference Guide (Texas Instruments Inc., 2002). [15] The Mathwoks, Inc.: Writing s-functions (The Mathwoks, Inc., 2003). [16] H.K. Al-HAdidi, R. W. Menzies, Investigation of a Cascade Multilevel Inverter as an Statcom, Power Engineering Society General Meeting 2003,IEEE, Vol l. [17] Jih-Sheng Lai, Fang Zheng Peng Multilevel Converters- A New Breed of Power Converters, IEEE transaction on industry applications Vol.32, No:3, [18] Wanki Min, Joonki Min, Jaheo Choi, Control of Statcom Using Cascade Multilevel Inverter for High Power Application, IEEE International Conference on Power Electronics and Drive Systems,PEDS 99 [19] John Chiasson, Leon Tolbert, Keith Mckenzieh, Zhong Du, Eliminating Harmonics in a Multilevel Converter using Resultant Theory, Power Electronics Specialists Conference, 2002, Vol.2, pp [20] John Chiasson, Leon Tolbert, Keith Mckenzieh, Zhong Du, Elimination of Harmonics in a Multilevel Converter Using the Theory of Symmetric Polynomials and Resultants, IEEE Transactions on Control Systems Technology, Vol.13, No.2 March 2005 [21] Yiqiang Chen, Bakari Mwinyiwiwa, Zbigniew Wolanski, Boon Teck Ooi, Regulating and Equalizing DC Capacitance Voltages in Multilevel Statcom, IEEE Transaction on Power Delivery, Vol.1, No.2 April [22] F.Z. Peng, J.W.Mckeever, D.J.Adams Cascade Multilevel Inverters for Utility Applications Industrial Electronics, control and Insturumentation, 1997,IECON 97,23 rd, Vol.2,pp Ekler Matlab/Simulink-DSP ortak simülasyonu için hazırlanan S- Fonksiyonu Kodu : function dsp_sim_com(block) global cc cc = ccsdsp('boardnum',0,'procnum',0); run(cc); setup(block); end function setup(block) global cc

7 block.numinputports = 1; block.numoutputports = 1; block.setprecompinpportinfotodynamic; block.setprecompoutportinfotodynamic; block.inputport(1).complexity = 'Real'; block.inputport(1).datatypeid = 0; block.inputport(1).samplingmode = 'Sample'; block.inputport(1).dimensions = 10; % Giris Portlari block.outputport(1).complexity = 'Real'; block.outputport(1).datatypeid = 0; block.outputport(1).samplingmode = 'Sample'; block.outputport(1).dimensions = 3; % Cikis portlari block.inputport(1).directfeedthrough = true; block.sampletimes = [-1 0]; block.setaccelrunontlc(true); end function Output(block) global cc % DSP giris verileri yaziliyor write(cc, [hex2dec('108000')], single(block.inputport(1).data) ); write(cc, [hex2dec('108014')], single(1)); % Akis kontrol degiskeni pause(0.001) % DSP tarafindan uretilen cikislar okunuyor. block.outputport(1).data = double(read(cc, [hex2dec('108010')], 'single', 3 )) end