Document

3 Fazlı Tam Kontrollü Tam Dalga Doğrultucu Devresi
Performans Parametreleri ve Analizi
İbrahim ATLI – Mehmet AKBABA
İçindekiler
 Güç 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 PAKETİ
 Bu 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 Devreler
1.
2.
3.
4.
5.
6.
7.
8.
9.
10.
11.
12.
13.
14.
15.
16.
17.
18.
19.
20.
Tek Fazlı Yarım Dalga Doğrultucu R Devresi
Tek Fazlı Yarım Dalga Doğrultucu R-L Devresi
Tek Fazlı Tam Dalga Doğrultucu R-L Devresi
Tek Fazlı Tam Dalga Doğrultucu R-L-E Devresi
Tek Fazlı Kontrollü Yarım Dalga Doğrultucu R Devresi
Tek Fazlı Kontrollü Yarım Dalga Doğrultucu R-L Devresi
Tek Fazlı Kontrollü Yarım Dalga Doğrultucu R-L-FWD Devresi
Tek Fazlı Kontrollü Tam Dalga Doğrultucu R-L Devresi
Tek Fazlı Tam Kontrollü Tam Dalga Doğrultucu R-L Devresi
Tek Fazlı AC Kontrol R-L Devresi
Tek Fazlı Inverter
Üç Fazlı Yarım Dalga Doğrultucu R-L Devresi
Üç Fazlı Yarım Dalga Doğrultucu R-L-FWD Devresi
Üç Fazlı Tam Dalga Doğrultucu R-L Devresi
Üç Fazlı Tam Dalga Doğrultucu R-L-FWD Devresi
Üç Fazlı Kontrollü Yarım Dalga Doğrultucu R Devresi
Üç Fazlı Kontrollü Yarım Dalga Doğrultucu R-L Devresi
Üç Fazlı Kontrollü Yarım Dalga Doğrultucu R-L-FWD Devresi
Üç Fazlı Kontrollü Tam Dalga Doğrultucu R-L Devresi
Üç Fazlı Tam Kontrollü Tam Dalga Doğrultucu R-L Devresi
Sunulan Çıktılar
 Devrenin çıkış gerilimi ve akım grafiği (2 periyot








boyunca)
Devrenin çalışma modu
Devrenin Kritik Ateşleme Açısı (Varsa)
Ortalama akım ve gerilim değerleri
Gerilim ve Akımın RMS değerleri
Güç Faktörü (Power Factor)
Dalgalanma Faktörü (Ripple Factor)
Akım Denklemi
Devrenin bobinden kaynaklanan faz farkı
Sonuçların Analizi
 Sonuçlar öğrenciye rapor şeklinde sunulmaktadır.
 Raporda devrenin çalışması ile ilgili bütün denklem ve
değerler bulunmaktadır.






Devrenin akım denklemi
Faz Farkı
Çıkış Gerilimi
Kritik Açı Hesapları
RMS Değerleri
Ortalama Değerler
 Devrenin çıkış gerilimi ve akımı grafik olarak raporda
sunulmaktadır.
 Örnek grafik çıktısı :
Örnek Çıkış Gerilimi ve Akımı
Geliştirilen Yazılımın Arayüzü
Parametreler
 Parametreler
 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 Açısı
 Sürekli 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= ∅ + tan−1 ( 3(1 − 𝑒^(−
𝜋
))
3∗tan ∅
/ (1 + 𝑒^(−
𝜋
))
3∗tan ∅
Kritik Ateşleme Açısının Değişimi
R=20Ω, L=0.0001 : 0.2 H Kritik Açının Değişimi
Çalışma Modları
 3-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
 𝑉𝑓 =220V, f=50Hz, R=20Ω, ∝= 30°, 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
 𝑉𝑓 =220V, f=50Hz, R=20Ω, ∝= 30°, L=0.02H iken;
 Devrenin Kritik ateşleme açısı= 75.639 Derece
 Yük Geriliminin Ortalama Değeri :(3*Vfaz*Cos(alfa)/PI) = 445,745V
 Vrms =453,034V (Yük)
 Güç Faktörü (Power Factor) = 0,986
 Dalgalanma Faktörü (Ripple Factor) = 0,182
Mod2: Süreksiz Halde Akım
 𝑉𝑓 =220V, f=50Hz, R=20Ω, ∝= 90°, 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
 𝑉𝑓 =220V, f=50Hz, R=20Ω, ∝= 90°, L=0.02H iken;




Yük Geriliminin Ortalama Değeri=23,626V
Vrms =78,218V (Yük)
Güç Faktörü(Power Factor)=0,496
Dalgalanma Faktörü (Ripple Factor) =3,156
Sonuçların Analizi
 Sonuçlara 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 ̊’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?
Teşekkürler
 Sabırla dinlediğiniz için teşekkür ederim.