Modelling and Simulation of Single Phase Z-Source Matrix Converter

Abstract

Bu makalede, değişken bir çıkış gerilimi ve kademeli olarak değişen bir çıkış frekansı elde etmek için tek fazlı matris dönüştürücü ile birlikte Z-kaynak ağı kullanılan bir alternatif akım-alternatif akım (AA-AA) dönüştürücü yapısı incelenmiştir. Bu dönüştürücü yapısında, çıkış gerilimi ve frekansı hem düşürülebilmekte hem de yükseltilebilmektedir. Matris dönüştürücü, doğrudan AA-AA dönüşüm yaparken anahtarlama stratejisi ile çıkış frekansını kademeli olarak değiştirme imkânı sağlamaktadır. Ayrıca, doğrudan AA-AA dönüştürme özelliği sayesinde, geleneksel dönüştürücülerde kullanılan büyük bir DA bağlantı kondansatörüne olan ihtiyacı ortadan kaldırmıştır. Böylece sistem hem daha az maliyetli hem de daha az karmaşık bir yapıya sahip olmaktadır. Bu çalışmada, çeşitli uygulamalarda farklı hız değerlerini elde etmek için kullanılan tek fazlı asenkron motoru sürmek için tek fazlı Z-kaynaklı matris dönüştürücü kullanılmıştır. Bu yapı, asenkron motorun başlatılmasında veya kademeli bir hıza ihtiyaç duyan asenkron motorun hız kontrolünde kullanılabilmektedir. Tek fazlı Z-kaynaklı matris dönüştürücü MATLAB/Simulink ortamında modellenerek simülasyonu yapılmış ve farklı frekans değerleri için simülasyon sonuçları hem direnç-bobin (RL) yükü için hem de tek fazlı asenkron motor için sunulmuştur. Dönüştürücü akım ve geriliminin harmonik spektrumu da incelenerek, harmonik bozulma değerleri farklı frekanslar için verilmiştir.