Mελέτη και κατασκευή αντιστροφέα ρεύματος διασυνδεδεμένου με το δίκτυο χαμηλής τάσης : έλεγχος ενεργού και αέργου ισχύος
| datacite.contributor.RelatedPerson | Γεώργιος Καμπίτσης | |
| datacite.contributor.Supervisor | Εμμανουήλ Τατάκης | |
| datacite.contributor.Supervisor | Παναγής Βοβός | |
| dc.contributor.author | Τσούνης, Χριστόφορος | |
| dc.contributor.other | Tsounis, Christoforos | |
| dc.date.accessioned | 2024-10-15T11:08:33Z | |
| dc.date.available | 2024-10-15T11:08:33Z | |
| dc.date.issued | 2024-10-14 | |
| dc.degree | graduateThesis | |
| dc.description.abstract | Η παρούσα διπλωματική εργασία πραγματεύεται τη μελέτη και κατασκευή ενός μετατροπέα από συνεχή σε συνεχή τάση (DC – DC Converter), ο οποίος τροφοδοτεί ένα μονοφασικό αντιστροφέα, με σκοπό τη σύνδεση με το δίκτυο χαμηλής τάσης και τον έλεγχο της ενεργού και αέργου ισχύος. Η εργασία αυτή εκπονήθηκε με συνεργασία του Εργαστηρίου Ηλεκτρομηχανικής Μετατροπής Ενέργειας και του Εργαστηρίου Συστημάτων Ισχύος, Ανανεώσιμης και Κατανεμημένης Παραγωγής, του Τμήματος Ηλεκτρολόγων Μηχανικών και Τεχνολογίας Υπολογιστών της Πολυτεχνικής Σχολής του Πανεπιστημίου Πατρών. Ο σκοπός είναι η μελέτη και ο σχεδιασμός ενός αμφίδρομου μετατροπέα Υποβιβασμού – Ανύψωσης τάσης, ο οποίος λειτουργεί σε Κατάσταση Ασυνεχούς Αγωγής (DCM) δρώντας ως πηγή ρεύματος. Αυτός ο μετατροπέας συνδέεται με ένα Μονοφασικό Αντιστροφέα Πλήρους Γέφυρας, ο οποίος λειτουργεί ως Αναδιπλούμενος Αντιστροφέας (Unfolding Inverter). Ο τελικός στόχος είναι η επιτυχής σύνδεση με το δίκτυο χαμηλής τάσης και η έγχυση ενεργού και αέργου ισχύος, μεταβάλλοντας με ακρίβεια το συντελεστή ισχύος μέσω της επιβολής συγκεκριμένης διαφοράς φάσης μεταξύ της τάσης του δικτύου και του παραγόμενου ρεύματος. Αρχικά, αναφέρονται κάποια στοιχεία για τις σύγχρονες ενεργειακές ανάγκες πανευρωπαϊκά και παρουσιάζεται το θεωρητικό υπόβαθρο λειτουργίας των δύο μετατροπέων. Αναλύεται η λογική λειτουργίας τους και υπολογίζεται μαθηματικά η διαστασιολόγηση της συνολικής διάταξης. Στη συνέχεια, το υπό μελέτη σύστημα προσομοιώνεται στο προγραμματιστικό περιβάλλον Matlab/Simulink, ώστε να διαπιστωθεί η ορθή λειτουργία. Επίσης, αναλύεται και ο έλεγχος κλειστού βρόχου, κατά τον οποίον η ισχύς στην έξοδο ακολουθεί συγκεκριμένες τιμές αναφοράς, μεταβάλλοντας μόνο του το ρεύμα εξόδου αναφοράς. Έπειτα, ακολουθεί η διαδικασία κατασκευής της Εκτυπωμένης Πλακέτας Κυκλώματος (PCB) του αμφίδρομου μετατροπέα, όπως και όλων των υποστηρικτικών πλακετών που χρειάστηκαν. Καταγράφονται κάποιοι βασικοί σχεδιαστικοί κανόνες που τηρήθηκαν, όπως και όλα τα στοιχεία εξοπλισμού που χρησιμοποιήθηκαν. Τέλος, αναλύεται η συνολική πειραματική διάταξη. Παρουσιάζονται τα πειραματικά αποτελέσματα που προέκυψαν και μελετάται το κατά πόσο συμφωνούν με τα αναμενόμενα και με αυτά της προσομοίωσης. | |
| dc.description.sponsorship | - | |
| dc.description.translatedabstract | This diploma thesis deals with the study and construction of a converter from direct-to-direct voltage (DC – DC Converter), which feeds a single-phase inverter, with the purpose of connecting to the low voltage network and controlling the active and reactive power. This work was carried out in collaboration with the Laboratory of Electromechanical Energy Conversion (LEMEC) and the Laboratory of Power Systems, Renewable and Distributed Generation, of the Department of Electrical Engineering and Computer Technology, Faculty of Engineering, University of Patras. The purpose is the study and design of a Bidirectional Buck-Boost converter, which works in Discontinuous Conduction Mode (DCM) acting as a current source. This converter is connected to a Single-Phase Full Bridge Inverter, which acts as an Unfolding Inverter. The goal is to successfully connect to the low voltage grid and inject active and reactive power by accurately varying the power factor by imposing a specific phase difference between the grid voltage and the generated current. First, some data on modern European energy needs are reported and the theoretical function background of the two converters is presented. Their operating logic is analyzed, and the dimensioning of the overall arrangement is mathematically calculated. Then, the system under study is simulated in the Matlab/Simulink programming environment, in order to establish the correct operation. Also, the closed-loop control is analyzed, in which the output power follows specific reference values by varying the reference output current itself. After that follows the process of manufacturing the Printed Circuit Board (PCB) of the bidirectional Buck – Boost converter, as well as all the supporting boards that were needed. Some basic design rules are recorded, as are all the equipment used. Finally, the overall experimental setup is analyzed. The obtained experimental results are presented and it is studied whether they agree with the expected ones and with those of the simulation. | |
| dc.identifier.uri | https://hdl.handle.net/10889/28358 | |
| dc.language.iso | el | |
| dc.rights | CC0 1.0 Universal | en |
| dc.rights.uri | http://creativecommons.org/publicdomain/zero/1.0/ | |
| dc.subject | Ηλεκτρονικά ισχύος | |
| dc.subject | Έλεγχος ενεργούς και άεργης ισχύος | |
| dc.subject | Σύνδεση με δίκτυο | |
| dc.subject.alternative | Power electronics | |
| dc.subject.alternative | Active and reactive power control | |
| dc.subject.alternative | Connection to the grid | |
| dc.title | Mελέτη και κατασκευή αντιστροφέα ρεύματος διασυνδεδεμένου με το δίκτυο χαμηλής τάσης : έλεγχος ενεργού και αέργου ισχύος | |
| dc.title.alternative | Design and implementation of a current source inverter connected to the low voltage grid : active and reactive power control |