Güç Elektroniği Bilgisayar Eğitim Paketi

3 Fazlı Tam Kontrollü Tam Dalga Doğrultucu Devresi Performans Parametreleri ve Analizi

İbrahim ATLI – Mehmet AKBABA

İçindekilerGüç Elektroniği Eğitim Paketi

İçerik Devreler Sunulan Çıktılar Sonuçların Analizi

Arayüz Tasarımı ve Kullanımı Devre Seçimi Parametrelerin Ayarlanması Simülasyon

3 Fazlı Tam Kontrollü Tam Dalga Doğrultucu Devresi Analizi Ateşleme Açısı Çalışma Modları Devrenin Parametrelere Göre Cevabı Sonuçlar

GÜÇ ELEKTRONİĞİ EĞİTİM PAKETİBu bilgisayar eğitim paketinde, güç

elektroniğinde eğitim amaçlı tercih edilen ve en sık kullanılan 20 adet devre ayrıntılı olarak incelenmiştir.

Öğrenci yazılımı kullanarak devrenin tüm analizini tek bir formda görecek, hangi parametrelerin sonucu nasıl etkilediği hakkında yorum yapabilecektir.

Böylece dersi daha iyi anlamanın yanında yorum yapma yeteneği kazanabilecektir.

Eğitim Paketinde Sunulan Devreler1. Tek Fazlı Yarım Dalga Doğrultucu R Devresi2. Tek Fazlı Yarım Dalga Doğrultucu R-L Devresi3. Tek Fazlı Tam Dalga Doğrultucu R-L Devresi4. Tek Fazlı Tam Dalga Doğrultucu R-L-E Devresi5. Tek Fazlı Kontrollü Yarım Dalga Doğrultucu R Devresi6. Tek Fazlı Kontrollü Yarım Dalga Doğrultucu R-L Devresi7. Tek Fazlı Kontrollü Yarım Dalga Doğrultucu R-L-FWD Devresi8. Tek Fazlı Kontrollü Tam Dalga Doğrultucu R-L Devresi9. Tek Fazlı Tam Kontrollü Tam Dalga Doğrultucu R-L Devresi10. Tek Fazlı AC Kontrol R-L Devresi11. Tek Fazlı Inverter12. Üç Fazlı Yarım Dalga Doğrultucu R-L Devresi13. Üç Fazlı Yarım Dalga Doğrultucu R-L-FWD Devresi14. Üç Fazlı Tam Dalga Doğrultucu R-L Devresi15. Üç Fazlı Tam Dalga Doğrultucu R-L-FWD Devresi16. Üç Fazlı Kontrollü Yarım Dalga Doğrultucu R Devresi17. Üç Fazlı Kontrollü Yarım Dalga Doğrultucu R-L Devresi18. Üç Fazlı Kontrollü Yarım Dalga Doğrultucu R-L-FWD Devresi19. Üç Fazlı Kontrollü Tam Dalga Doğrultucu R-L Devresi20. Üç Fazlı Tam Kontrollü Tam Dalga Doğrultucu R-L Devresi

Sunulan ÇıktılarDevrenin çıkış gerilimi ve akım grafiği (2

periyot boyunca)Devrenin çalışma moduDevrenin Kritik Ateşleme Açısı (Varsa)Ortalama akım ve gerilim değerleriGerilim ve Akımın RMS değerleriGüç Faktörü (Power Factor)Dalgalanma Faktörü (Ripple Factor)Akım DenklemiDevrenin bobinden kaynaklanan faz farkı

Sonuçların AnaliziSonuçlar öğrenciye rapor şeklinde sunulmaktadır. Raporda devrenin çalışması ile ilgili bütün denklem

ve değerler bulunmaktadır.Devrenin akım denklemiFaz FarkıÇıkış GerilimiKritik Açı HesaplarıRMS Değerleri Ortalama Değerler

Devrenin çıkış gerilimi ve akımı grafik olarak raporda sunulmaktadır.

Örnek grafik çıktısı :

Örnek Çıkış Gerilimi ve Akımı

Geliştirilen Yazılımın Arayüzü

ParametrelerParametreler

Vs: Kaynak gerilimin tepe değeri. 0-1000v arasında istenilen değere ayarlanabilir. Birimi Volt.

Frequency: Kaynak gerilimin frekans değeri. 0-1000 Hz aralığında istenilen değere ayarlanabilir.

Alfa: Tristörlerin ateşleme açı değeri. Birimi derece olarak alınmıştır.

R: Devreye bağlanan direnç değeridir. Birimi Ohm.L: Devreye bağlanan indüktans değeridir. Birimi miliHenry

cinsinden alınmıştır.Seçilen her devre için istenilen parametrelerle devrenin

benzetimi(simülasyonu) yapılabilmektedir. Rapor, «Take Report» butonu ile alınabilmektedir.

3 Faz Kaynak

Simülasyon (Benzetimi)

wt > 150 derece

3 Fazlı Tam Kontrollü Tam Dalga Doğrultucu

Kritik Ateşleme AçısıSürekli akım bölgesinin başında veya

sınırında, ateşleme açısı kritik ateşleme açısına eşit olduğunda akım değeri 0(sıfır) olur.

Kritik açı değeri mod değişiminin olduğu kritik ateşleme açısı değeridir.

Devrenin kritik ateşleme açısı değeri bağlanan direnç ve indüktans değerlerine bağlıdır.

c

Kritik Ateşleme Açısının Değişimi

R=20Ω, L=0.0001 : 0.2 H Kritik Açının Değişimi

Çalışma Modları3-Fazlı Tam Kontrollü Tam Doğrultucu

Devresinin 2 modu vardır:Sürekli Hali (Continuous)Süreksiz veya Kesikli Hali (Discontinuous)

Eğer ateşleme açısı kritik açıdan küçük veya eşit olursa devre Mod-1’de çalışır ve akım sürekli olur.

Eğer tristörlerin ateşleme açısı kritik açıdan büyük olursa akım süreksiz olur ve devre Mod-2’de çalışır.

Mod1 : Sürekli Halde Akım =220V, f=50Hz, R=20Ω, , L=0.02H iken;

Devrenin Kritik ateşleme açısı= 75.639 Derece Akım Denklemi: i(wt)=25,706* (sin(wt+1,266)-0,225* e^(-wt/tan(0,304))) Irms = 22,339A (Yük) Yük Akımının Ortalama Değeri = 22,287A

Mod1 : Sürekli Halde Gerilim=220V, f=50Hz, R=20Ω, , L=0.02H iken;

Devrenin Kritik ateşleme açısı= 75.639 DereceYük Geriliminin Ortalama Değeri :(3*Vfaz*Cos(alfa)/PI) = 445,745VVrms =453,034V (Yük)Güç Faktörü (Power Factor) = 0,986Dalgalanma Faktörü (Ripple Factor) = 0,182

Mod2: Süreksiz Halde Akım =220V, f=50Hz, R=20Ω, , L=0.02H iken;

Devrenin Kritik ateşleme açısı= 75.639 Derece Akım Denklemi: i(wt) = 25,706* (sin(wt+2,314)-0,989* e^(-wt / tan(0,304))) Irms = 1,938A (Yük) Yük Akımının Ortalama Değeri=1,181A

Mod2: Süreksiz Halde Gerilim=220V, f=50Hz, R=20Ω, , L=0.02H iken;

Yük Geriliminin Ortalama Değeri=23,626VVrms =78,218V (Yük) Güç Faktörü(Power Factor)=0,496Dalgalanma Faktörü (Ripple Factor) =3,156

Sonuçların AnaliziSonuçlara bakılarak aşağıdaki yorumlar yapılabilir:

Devrenin kritik açı değeri, tristörlerin ateşleme açışına bağlı değildir.

Tristörün ateşleme açısı devrenin çalışma modunu değiştirebilmektedir.

Süreksiz halde ortalama gerilim ve akım değerleri, sürekli haldeki çalışma durumuna göre çok düşmüştür.

Devre çalışma modu, tristörün kritik ateşleme açısı olan 75,639 T’ye bağlıdır. Bu açıya kadar akım süreklidir.

Devrenin çıktısı faz arası gerilim büyüklüğündedir.

Neden Hazırlandı?Matlab-Simulink, PSpice, EMTP, PSim gibi

firmaların bilgisayar paketleri daha çok profesyonel amaçlı olup, sonuçlar sayısal değer olarak verilir.

Eğitimsel amaçlı düşünüldüğünde sadece sonuçların verilmesi yeterli kalmamaktadır.

Burada hazırlanan paket ile akım denklemi, ortalama gerilim ve akım değerleri, RMS değerleri öğrenciye açık şekilde sunulmaktadır.

Ayrıca şu anda bir bütün olarak eğitim amaçlı hazırlanan bir paket bulunmamaktadır.

Sorularınız?

TeşekkürlerSabırla dinlediğiniz için teşekkür ederim.