PID based control of regenerative inverter for DC rail transit

Abstract

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. PID içerisinde yer alan türevsel etki ile sistem tepkisi hızlandırılmış böylelikle hat gerilimindeki değişimlere hızlı cevap verilmesi sağlanmıştır. Ayrıca literatürdeki sabit gerilim değerinde çalışmasını gerçekleştiren sistemlerden farklı olarak iki farklı gerilim değerini dikkate alan yeni bir çalışma stratejisi önerilmiştir. Böylece, evirici çalışma bölgesi artırılarak daha fazla rejeneratif enerji kazanımı ile enerji verimliliğine katkı sağlanmıştır. Son olarak, Matlab/Simulink ortamında gerçek bir sistemin ayrıntılı modeli oluşturulmuş ve önerilen yöntemin uygulanabilirliğini göstermek amacıyla PID tabanlı kontrol yapısının performansını PI tabanlı kontrol ile karşılaştıran benzetim çalışmaları sunulmuştur.