Doğru akım raylı ulaşım sistemleri için rejeneratif eviricinin PID tabanlı kontrolü.

In this paper, a new control mechanism has been proposed for grid-connected three-phase inverter that provides regenerative energy recuperation in direct current (DC) rail transit. In DC rail transit, line voltage can change dynamically depending on the regenerative energy generated by the trains during braking. In order to respond rapidly to dynamic changes in line voltage, a proportional-integral-derivative (PID) controller designed based on the dominant pole assignment method has been used in the control structure of the inverter. With the proposed control mechanism, the PID controller design has been performed considering the current loop. Thus, the design accuracy has been increased. The derivative effect of the PID provides fast response to these changes in line voltage by increasing the speed of the system response and the slow dynamic response of PI-based control structure has been improved. In addition, a new operating strategy that considers two different voltage values, unlike the systems that operate at constant voltage value in the literature, is proposed. This operating strategy provides more regenerative energy recovery by increasing the inverter operation region and contributes to energy efficiency. Finally, a detailed model of a real system has been developed in Matlab/Simulink environment. The simulation results comparing the performance of the PID-based control structure with the PI-based control has been presented to illustrate the feasibility and efficiency of the proposed method. [ABSTRACT FROM AUTHOR]

Bu çalışmada, doğru akım (DA) raylı ulaşım sistemlerinde rejeneratif enerji kazanımını gerçekleştiren şebeke bağlantılı üç fazlı evirici birimine yönelik yeni bir kontrol mekanizması önerilmiştir. DA raylı ulaşım sistemlerinde trenlerin frenleme sırasında üretmiş olduğu rejeneratif enerjiye bağlı olarak hat gerilimi hızlı şekilde değişebilmektedir. Hat gerilimindeki bu değişimlere hızlı cevap vermek amacıyla evirici birimi kontrol yapısı içerisinde, baskın kutup atama yöntemine göre tasarlanan bir oransal-integral-türevsel (PID) kontrolör kullanılmıştır. Önerilen kontrol mekanizması ile akım çevrimi dikkate alınarak PID kontrolör tasarımı gerçekleştirilmiş böylece tasarım doğruluğu artırılmıştır. PID içerisinde yer alan türevsel etki ile sistem tepkisi hızlandırılarak hat gerilimindeki değişimlere daha hızlı cevap verilmesi sağlanmış ve PI tabanlı kontrol yapılarının yavaş dinamik tepkisi iyileştirilmiştir. Ayrıca literatürdeki sabit gerilim değerinde çalışmasını gerçekleştiren sistemlerden farklı olarak iki farklı gerilim değerini dikkate alan yeni bir çalışma stratejisi önerilmiştir. Önerilen çalışma stratejisi ile evirici çalışma bölgesi artırılarak daha fazla rejeneratif enerji kazanımı gerçekleştirilmiş ve enerji verimliliğine katkı sağlanmıştır. Son olarak, Matlab/Simulink ortamında gerçek bir sistemin ayrıntılı modeli oluşturulmuştur. Önerilen yöntemin uygulanabilirliği ve etkinliğini göstermek amacıyla PID tabanlı kontrol yapısının performansını PI tabanlı kontrol ile karşılaştıran benzetim çalışmaları sunulmuştur. [ABSTRACT FROM AUTHOR]