Sensorless control of PMSG drive using reduced switch inverter

The main aim of this paper is to provide electric power generation using a renewable and portable method in rural and geographically problematic areas where energy transmission is not possible. Electric power generation from wind with low-cost, efficient and portable small-scale wind turbine during natural disasters (earthquake, fire, flood, etc.) leading to catastrophic consequences (long electrical black-outs) and for individual low power applications is targeted. The control of gearless Permanent Magnet Synchronous Generator (PMSG) along with load side inverter control in this project are performed using a full-rating, bi-directional, two-level, back-to-back voltage source rectifier/inverter with total of 8 switches for the variable speed wind turbine. Therefore, one of the major advantages and novelty of using MRAS rotor flux linkage and stator resistance estimator in this system is to correct changes in the flux and stator resistance values in the control system. Due to its simplicity and effectiveness, the load side control is achieved by using four switch grid side inverter. To observe the total system performance, a three-phase passive load is used at the inverter output. The low-pass LCL filter is designed and used in the load side to reduce current and voltage harmonics and increase stability and efficiency of the power network. The results of the overall system are validated with the real-time DSP system. It is proved with this paper that the inclusion of a simple, effective and economical position sensorless control in the generator side show that renewable wind energy system can be a viable distributed green energy solution for rural areas.

Sürekli mýknatýslý senkron generatörün azaltýlmýþ anahtarlý evirici ile sensörsüz kontrolü

Bu makalenin temel amacý, enerji iletiminin mümkün olmadýðý kýrsal ve coðrafi açýdan problemli bölgelerde yenilenebilir ve taþýnabilir bir þekilde elektrik enerjisi üretimini saðlamaktýr. Önerilen sistem ile katastrofik sonuçlarý (uzun süreli ve yerel olmayan elektrik kesintisi) olan doðal felaketler (deprem, yangýn, sel vb.) sýrasýnda düþük fiyata, verimli ve taþýnabilir küçük ölçekli rüzgar türbini ve tahrik sistemi ile rüzgardan bireysel düþük güçlü elektrik enerjisi üretimi hedeflenmektedir. Bu çalýþmada, redüktörsüz sürekli mýknatýslý senkron generatörün (SMSG) yük tarafý evirici kontrollü deðiþken hýzlý rüzgar türbini için toplam sekiz anahtarlama elemanlý, tam yükünde çalýþabilen, iki yönlü, iki seviyeli, sýrt sýrta baðlý gerilim kaynaklý doðrultucu/evirici kullanýlarak gerçekleþtirilir. Ayrýca, bu sistemde model referans adaptif sistem (MRAS) ile rotor kaçak akýsý ve stator direnci kestirimcisi kullanýlmasýnýn en önemli avantajlarýndan birisi ve yeniliði, kontrol sistemindeki aký ve stator direnç deðerlerinde meydana gelen deðiþikliklerinden kaynaklý bozulmalarý düzeltmektir. Basitliði ve etkin çalýþma aralýðý nedeniyle yük tarafýnýn kontrolü dört anahtarlý þebeke tarafý eviricisi ile gerçekleþtirilmiþtir. Toplam sistem performansýný gözlemlemek için evirici çýkýþýnda üç fazlý pasif bir yük kullanýlmaktadýr. Akým ve gerilim harmoniklerini azaltmak, güç þebekesinin kararlýlýðýný ve verimliliðini artýrmak için yük tarafýnda alçak geçiren LCL filtre tasarlanmýþ ve gerçeklenmiþtir. Bütün sistemin performansý gerçek zamanlý Sayýsal Ýþaret Ýþleyici (SÝÝ) sistemi ile doðrulanmýþtýr. Bu makalede, generatör kontrolü için geniþ çalýþma aralýðý ve ekonomik pozisyon sensörsüz kontrolün dahil edilmesi ile yenilenebilir rüzgar enerjisi sisteminin kýrsal alanlar için uygulanabilir bir daðýtýk yeþil enerji çözümü olabileceði gösterilmektedir.