BibTex RIS Kaynak Göster

Calculation of Triggering Angle of Thyristor Rectifiers with Evolutionary Algorithms

Yıl 2015, Cilt: 20 Sayı: 2, 67 - 77, 21.05.2015
https://doi.org/10.17482/uujfe.13975

Öz

Rectifier circuits have important role in electrical energy systems. Especially in thyristor rectifiers which have capability of generating multiple voltage level, determining/calculating the optimal trigger angle and applying trigger signal at this angles are among the main process. In this study, desired level of average output voltage according to trigger angles is obtained both classically (mathematically) solving of equations and using evolutionary algorithms which are genetic algorithms and differential evolutions. In this way, a software can be used in educational purposes which can calculate optimal trigger angles using both mathematically and heuristically, show results and many properties/parameters of circuit graphically and numerically is developed. Analysis/simulations performed with the designed software indicates that evolutionary algorithms can be used in this field effectively and efficiently.

Kaynakça

  • Agrawal, R., Bharadwaj, S.K., Kothari, D.P. (2013) An Educational and Professional Simulation Tools in Power Systems and FACTS controllers- An Overview, International Journal of Electrical, Electronics and Computer Engineering, 2(2), 91-96.
  • Chang, Y-P., Wu, C-J. (2005) Optimal Multiobjective Planning of Large-Scale Passive Harmonic Filters Using Hybrid Differential Evolution Method Considering Parameter and Loading Uncertainty, IEEE Transactions on Power Delivery, 20(1), 408-416.
  • Goldberg, D.E. (1989) Genetic Algorithms in Search, Optimization and Machine Learning, Addison-Wesley Publishing Company Inc., USA.
  • Holland, J.H. (1975) Adaption in Natural and Artificial Systems, Cambridge, MA: MIT Press.
  • https://www.pantechsolutions.net/power-electronics/introduction-of-three-phase-half-full-wave-converter, Erişim tarihi: 24.04.2015, Konu: Introduction of Three Phase Half/Full Wave Converter.
  • Karaboğa, D. (2011) Yapay Zekâ Optimizasyon Algoritmaları, Nobel Yayınevi, Ankara.
  • Liserre, M., Dell'Aquila, A., Blaabjerg, F. (2003) An overview of three-phase voltage source active rectifiers interfacing the utility, IEEE Bologna PowerTech Conference, Bologna, Italy.
  • Liserre, M., Dell'Aquila, A., Blaabjerg, F. (2004) Genetic Algorithm-Based Design of the Active Damping for an LCL-Filter Three-Phase Active Rectifier, IEEE Transactions on Power Electronics, 19(1), 76-86.
  • Man, K.F., Tang, K.S. and Kwong, S. (1996) Genetic Algorithms: Concepts and Applications, IEEE Transactions on Industrial Electronics, 43(5), 519-534.
  • Maswood, A.I., Wei, S. (2005) Genetic-algorithm-based solution in PWM converter switching, IEE Proc.-Electr. Power Appl., 152(3), 473-478.
  • MATLAB, The MathWorks, Inc., 2007.
  • McCarty, M., Taufik, T., Pratama, A., Anwari, M. (2009) Harmonic Analysis of Input Current of Single-Phase Controlled Bridge Rectifier, IEEE Symposium on Industrial Electronics and Applications (ISIEA 2009), Kuala Lumpur, Malaysia, 520-524.
  • Mehar, H. (2013) The Case Study of Simulation of Power Converter Circuits Using Psim Software in Teaching, American Journal of Educational Research, 1(4), 137-142.
  • Memon, A.P., Zafar, A., Keerio, M.U., Adil, W.A., Ali, A.A. (2014) Experimental Study and Analysis of Harmonics Generation in Uncontrolled and Controlled Rectifier Converters, International Journal of Scientific & Engineering Research, 5(1), 1343-1350.
  • Napravnik, T., Ziska, P., Jakovenko, J. (2013) Novel Model Calibration Method Based on Differential Evolution Used for SCR Model Fitting, 2013 IEEE 16th International Symposium on Design and Diagnostics of Electronic Circuits & Systems (DDECS), Karlovy Vary, 297-298.
  • Paul, R.P., Rathod, G.B., Bareja, M., MAru, P. (2014) Performance Comparision of Single & 3-Ø Controlled and Uncontrolled Rectifier Using Matlab-Simulink, International Journal of Computer Science and Information Technologies, 5(2), 2107-2111.
  • Pires, V.F., Silva, J.F.A. (2002) Teaching Nonlinear Modeling, Simulation, and Control of Electronic Power Converters Using MATLAB/SIMULINK, IEEE Transactions on Education, 45(3), 253-261.
  • Price, K.V., Storn, R.M., Lampinen, J.A. (2005) Differential Evolution: A Practical Approach to Global Optimization, Springer, Berlin.
  • Rashid, M.H. (2011) Power Electronics Handbook, Third Ed., Butterworth-Heinemann, USA.
  • Shaban, A.A.M. (2009) A Matlab / Simulink Based Tool for Power Electronic Circuits, Proceedings of World Academy Of Science, Engineering and Technology, vol. 37, 274-279.
  • Shaffer, R. (2006) Fundamentals of Power Electronics with MATLAB, Charles River Media, Boston, Massachusetts.
  • Silva, J. (1996) Matlab/Simulink Model for Thyristor Rectifiers, Proc. EPE-IEEE PEMC'96, vol. 3, 414-418.
  • Simon, D. (2013) Evolutionary Optimization Algorithms, John Wiley & Sons, New Jersey.
  • Solanki, A. (2014) Simulation & Performance Parameters Analysis of Single- Phase Full Wave Controlled Converter using PSIM, International Journal of Engineering Research and General Science, 2(3), 410-414.
  • Stevanović, R. (2009) A Thyristor Full-Wave Rectifier With Full Control of the Conducting Angle, Electronics, 13(1), 77-81.
  • Storn, R., Price, K.V. (1995) Differential Evolution - A simple and efficient adaptive scheme for global optimization over continuous spaces, Technical Report TR-95-012, ICSI.
  • Vatansever, F. (2006) İleri Programlama Uygulamaları, Seçkin Yayıncılık, Ankara.
  • Vatansever, F., Şen, D. (2013) Genetik Algoritma Tabanlı PID Kontrolör Simülatörü Tasarımı, Uludağ Üniversitesi Mühendislik-Mimarlık Fakültesi Dergisi, 18(2), 7-18.
  • Vatansever, F., Yalcin, N.A. (2014) Calculation of Triggering Angle of Thyristor Rectifiers based on Genetic Algorithm, International Scientific Symposium Electrical Power Engineering EPE2014, Varna, 93-95.

Evrimsel Algoritmalarla Tristörlü Doğrultucu Devrelerindeki Tetikleme Açılarının Hesaplanması

Yıl 2015, Cilt: 20 Sayı: 2, 67 - 77, 21.05.2015
https://doi.org/10.17482/uujfe.13975

Öz

Elektrik enerji sistemlerinde doğrultucu devreleri önemli yer tutmaktadır. Özellikle çok farklı seviyelerde çıkış gerilimleri oluşturabilme yeteneklerine sahip tristörlü doğrultucu devrelerinde en uygun tetikleme açılarının belirlenmesi/hesaplanması ve bu açılarda tetikleme işaretlerinin uygulanması temel işlemlerdir. Gerçekleştirilen çalışmada; istenilen seviyedeki çıkış gerilimin ortalama değerine göre tetikleme açıları hem klasik denklem çözümüyle hem de genetik algoritma ve diferansiyel gelişim algoritması kullanılarak elde edilmiştir. Bu doğrultuda; doğrultucu devrelerinin eğitiminde de kullanılabilecek ve en uygun tetikleme açılarını hem klasik hem de evrimsel algoritmalarla hesaplayabilen, sonuçları ve devreye ait birçok özellik/parametreleri hem sayısal hem de grafiksel olarak sunabilen bir yazılım geliştirilmiştir. Yazılımla gerçekleştirilen analizler/benzetimler, bu alanda da evrimsel algoritmaların hızlı, etkin ve verimli bir şekilde kullanılabileceğini göstermiştir.

Kaynakça

  • Agrawal, R., Bharadwaj, S.K., Kothari, D.P. (2013) An Educational and Professional Simulation Tools in Power Systems and FACTS controllers- An Overview, International Journal of Electrical, Electronics and Computer Engineering, 2(2), 91-96.
  • Chang, Y-P., Wu, C-J. (2005) Optimal Multiobjective Planning of Large-Scale Passive Harmonic Filters Using Hybrid Differential Evolution Method Considering Parameter and Loading Uncertainty, IEEE Transactions on Power Delivery, 20(1), 408-416.
  • Goldberg, D.E. (1989) Genetic Algorithms in Search, Optimization and Machine Learning, Addison-Wesley Publishing Company Inc., USA.
  • Holland, J.H. (1975) Adaption in Natural and Artificial Systems, Cambridge, MA: MIT Press.
  • https://www.pantechsolutions.net/power-electronics/introduction-of-three-phase-half-full-wave-converter, Erişim tarihi: 24.04.2015, Konu: Introduction of Three Phase Half/Full Wave Converter.
  • Karaboğa, D. (2011) Yapay Zekâ Optimizasyon Algoritmaları, Nobel Yayınevi, Ankara.
  • Liserre, M., Dell'Aquila, A., Blaabjerg, F. (2003) An overview of three-phase voltage source active rectifiers interfacing the utility, IEEE Bologna PowerTech Conference, Bologna, Italy.
  • Liserre, M., Dell'Aquila, A., Blaabjerg, F. (2004) Genetic Algorithm-Based Design of the Active Damping for an LCL-Filter Three-Phase Active Rectifier, IEEE Transactions on Power Electronics, 19(1), 76-86.
  • Man, K.F., Tang, K.S. and Kwong, S. (1996) Genetic Algorithms: Concepts and Applications, IEEE Transactions on Industrial Electronics, 43(5), 519-534.
  • Maswood, A.I., Wei, S. (2005) Genetic-algorithm-based solution in PWM converter switching, IEE Proc.-Electr. Power Appl., 152(3), 473-478.
  • MATLAB, The MathWorks, Inc., 2007.
  • McCarty, M., Taufik, T., Pratama, A., Anwari, M. (2009) Harmonic Analysis of Input Current of Single-Phase Controlled Bridge Rectifier, IEEE Symposium on Industrial Electronics and Applications (ISIEA 2009), Kuala Lumpur, Malaysia, 520-524.
  • Mehar, H. (2013) The Case Study of Simulation of Power Converter Circuits Using Psim Software in Teaching, American Journal of Educational Research, 1(4), 137-142.
  • Memon, A.P., Zafar, A., Keerio, M.U., Adil, W.A., Ali, A.A. (2014) Experimental Study and Analysis of Harmonics Generation in Uncontrolled and Controlled Rectifier Converters, International Journal of Scientific & Engineering Research, 5(1), 1343-1350.
  • Napravnik, T., Ziska, P., Jakovenko, J. (2013) Novel Model Calibration Method Based on Differential Evolution Used for SCR Model Fitting, 2013 IEEE 16th International Symposium on Design and Diagnostics of Electronic Circuits & Systems (DDECS), Karlovy Vary, 297-298.
  • Paul, R.P., Rathod, G.B., Bareja, M., MAru, P. (2014) Performance Comparision of Single & 3-Ø Controlled and Uncontrolled Rectifier Using Matlab-Simulink, International Journal of Computer Science and Information Technologies, 5(2), 2107-2111.
  • Pires, V.F., Silva, J.F.A. (2002) Teaching Nonlinear Modeling, Simulation, and Control of Electronic Power Converters Using MATLAB/SIMULINK, IEEE Transactions on Education, 45(3), 253-261.
  • Price, K.V., Storn, R.M., Lampinen, J.A. (2005) Differential Evolution: A Practical Approach to Global Optimization, Springer, Berlin.
  • Rashid, M.H. (2011) Power Electronics Handbook, Third Ed., Butterworth-Heinemann, USA.
  • Shaban, A.A.M. (2009) A Matlab / Simulink Based Tool for Power Electronic Circuits, Proceedings of World Academy Of Science, Engineering and Technology, vol. 37, 274-279.
  • Shaffer, R. (2006) Fundamentals of Power Electronics with MATLAB, Charles River Media, Boston, Massachusetts.
  • Silva, J. (1996) Matlab/Simulink Model for Thyristor Rectifiers, Proc. EPE-IEEE PEMC'96, vol. 3, 414-418.
  • Simon, D. (2013) Evolutionary Optimization Algorithms, John Wiley & Sons, New Jersey.
  • Solanki, A. (2014) Simulation & Performance Parameters Analysis of Single- Phase Full Wave Controlled Converter using PSIM, International Journal of Engineering Research and General Science, 2(3), 410-414.
  • Stevanović, R. (2009) A Thyristor Full-Wave Rectifier With Full Control of the Conducting Angle, Electronics, 13(1), 77-81.
  • Storn, R., Price, K.V. (1995) Differential Evolution - A simple and efficient adaptive scheme for global optimization over continuous spaces, Technical Report TR-95-012, ICSI.
  • Vatansever, F. (2006) İleri Programlama Uygulamaları, Seçkin Yayıncılık, Ankara.
  • Vatansever, F., Şen, D. (2013) Genetik Algoritma Tabanlı PID Kontrolör Simülatörü Tasarımı, Uludağ Üniversitesi Mühendislik-Mimarlık Fakültesi Dergisi, 18(2), 7-18.
  • Vatansever, F., Yalcin, N.A. (2014) Calculation of Triggering Angle of Thyristor Rectifiers based on Genetic Algorithm, International Scientific Symposium Electrical Power Engineering EPE2014, Varna, 93-95.
Toplam 29 adet kaynakça vardır.

Ayrıntılar

Birincil Dil Türkçe
Bölüm Araştırma Makaleleri
Yazarlar

Fahri Vatansever

Nedim Yalçın

Yiğit Kuyu Bu kişi benim

Yayımlanma Tarihi 21 Mayıs 2015
Gönderilme Tarihi 21 Mayıs 2015
Yayımlandığı Sayı Yıl 2015 Cilt: 20 Sayı: 2

Kaynak Göster

APA Vatansever, F., Yalçın, N., & Kuyu, Y. (2015). Evrimsel Algoritmalarla Tristörlü Doğrultucu Devrelerindeki Tetikleme Açılarının Hesaplanması. Uludağ Üniversitesi Mühendislik Fakültesi Dergisi, 20(2), 67-77. https://doi.org/10.17482/uujfe.13975
AMA Vatansever F, Yalçın N, Kuyu Y. Evrimsel Algoritmalarla Tristörlü Doğrultucu Devrelerindeki Tetikleme Açılarının Hesaplanması. UUJFE. Ağustos 2015;20(2):67-77. doi:10.17482/uujfe.13975
Chicago Vatansever, Fahri, Nedim Yalçın, ve Yiğit Kuyu. “Evrimsel Algoritmalarla Tristörlü Doğrultucu Devrelerindeki Tetikleme Açılarının Hesaplanması”. Uludağ Üniversitesi Mühendislik Fakültesi Dergisi 20, sy. 2 (Ağustos 2015): 67-77. https://doi.org/10.17482/uujfe.13975.
EndNote Vatansever F, Yalçın N, Kuyu Y (01 Ağustos 2015) Evrimsel Algoritmalarla Tristörlü Doğrultucu Devrelerindeki Tetikleme Açılarının Hesaplanması. Uludağ Üniversitesi Mühendislik Fakültesi Dergisi 20 2 67–77.
IEEE F. Vatansever, N. Yalçın, ve Y. Kuyu, “Evrimsel Algoritmalarla Tristörlü Doğrultucu Devrelerindeki Tetikleme Açılarının Hesaplanması”, UUJFE, c. 20, sy. 2, ss. 67–77, 2015, doi: 10.17482/uujfe.13975.
ISNAD Vatansever, Fahri vd. “Evrimsel Algoritmalarla Tristörlü Doğrultucu Devrelerindeki Tetikleme Açılarının Hesaplanması”. Uludağ Üniversitesi Mühendislik Fakültesi Dergisi 20/2 (Ağustos 2015), 67-77. https://doi.org/10.17482/uujfe.13975.
JAMA Vatansever F, Yalçın N, Kuyu Y. Evrimsel Algoritmalarla Tristörlü Doğrultucu Devrelerindeki Tetikleme Açılarının Hesaplanması. UUJFE. 2015;20:67–77.
MLA Vatansever, Fahri vd. “Evrimsel Algoritmalarla Tristörlü Doğrultucu Devrelerindeki Tetikleme Açılarının Hesaplanması”. Uludağ Üniversitesi Mühendislik Fakültesi Dergisi, c. 20, sy. 2, 2015, ss. 67-77, doi:10.17482/uujfe.13975.
Vancouver Vatansever F, Yalçın N, Kuyu Y. Evrimsel Algoritmalarla Tristörlü Doğrultucu Devrelerindeki Tetikleme Açılarının Hesaplanması. UUJFE. 2015;20(2):67-7.

DUYURU:

30.03.2021- Nisan 2021 (26/1) sayımızdan itibaren TR-Dizin yeni kuralları gereği, dergimizde basılacak makalelerde, ilk gönderim aşamasında Telif Hakkı Formu yanısıra, Çıkar Çatışması Bildirim Formu ve Yazar Katkısı Bildirim Formu da tüm yazarlarca imzalanarak gönderilmelidir. Yayınlanacak makalelerde de makale metni içinde "Çıkar Çatışması" ve "Yazar Katkısı" bölümleri yer alacaktır. İlk gönderim aşamasında doldurulması gereken yeni formlara "Yazım Kuralları" ve "Makale Gönderim Süreci" sayfalarımızdan ulaşılabilir. (Değerlendirme süreci bu tarihten önce tamamlanıp basımı bekleyen makalelerin yanısıra değerlendirme süreci devam eden makaleler için, yazarlar tarafından ilgili formlar doldurularak sisteme yüklenmelidir).  Makale şablonları da, bu değişiklik doğrultusunda güncellenmiştir. Tüm yazarlarımıza önemle duyurulur.

Bursa Uludağ Üniversitesi, Mühendislik Fakültesi Dekanlığı, Görükle Kampüsü, Nilüfer, 16059 Bursa. Tel: (224) 294 1907, Faks: (224) 294 1903, e-posta: mmfd@uludag.edu.tr