Slide 1 - WordPress.com
advertisement
GÜÇ ELEKTRONİĞİ I Ders 4 Hat frekanslı Doğrultucular (AC-DC Çeviriciler) Yrd. Doç. Dr. Bilal GÜMÜŞ Dicle Üniversitesi Mühendislik Fakültesi Elektrik-Elektronik Mühendisliği Bölümü 1 5-1 DOĞRULTMA PRENSİBİ 5-2 2 DOĞRULTUCULAR Yarım—Dalga Doğrultucular AC Besleme yanındaki akım tek yönlüdür. Tam—Dalga Doğrultucular AC Besleme yanındaki akım iki yönlüdür. 5-3 3 DOĞRULTUCULAR Yarı Kontrollü Doğrultucular (Tristörlü ve diyotlu doğrultucular) Kontrolsüz Doğrultucular (diyotlu doğrultucular) Tam Kontrollü Doğrultucular (Tristörlü doğrultucular) 5-4 Diyot Doğrultucu Blok Diyagramı • Kontrosüz yeni arayüz (ac - dc) 5-5 Bir Fazlı Yarım Dalga Kontrolsüz doğrultucu R Yük • Ohmik Yük 5-6 Bir Fazlı Kontrolsüz doğrultucu(R-L Yük) • Akım gerilim negatife gittiğinde de akmaktadır. Tek fazlı yarım dalga kontrolsüz (diyot) doğrultucu R yükü icin 5-8 8 Tek fazlı yarım dalga kontrolsüz (diyot) doğrultucu RL yükü icin 5-9 9 Tek fazlı yarım dalga kontrolsüz (diyot) doğrultucu RL yükü icin ani akım 10 Bir Fazlı Kontrolsüz doğrultucu(Yük bir dc zıt-emf) •Giriş gerilimi DC zıt emf değerini aştığı anda akım akmaya başlar •Giriş geriliminin Dc zıt emf değerinin altına düşmesinden sonra da akım bir süre daha akmaya devam eder Tek fazlı yarım dalga kontrollü serbest geçiş diyotlu doğrultucu 5-12 12 Tek fazlı yarım dalga kontrollü serbest geçiş diyotlu doğrultucu RL yükü icin 5-13 13 İki fazlı yarım dalga kontrollü doğrultucu (orta noktalı transformatör) 5-14 14 İki fazlı yarım dalga kontrollü doğrultucu (orta noktalı transformatör) RL yükü icin 5-15 15 İki fazlı yarım dalga kontrollü doğrultucu (orta noktalı transformatör) Tristör üzerinde görülen ters (ve ileri yönde) gerilimin tepe değeri 2Vmax şeklindedir 5-16 16 Bir Fazlı Kontrolsüz Köprü Doğrultucu Şekil 5-5: Tek fazlı köprü diyot doğrultucu •DC çıkıştaki büyük kapasite filtreleme ve enerji depolama için kullanılır Bir Fazlı Kontrolsüz Köprü Doğrultucu Analizi Şekil 5-6: İdeal köprü diyot doğrultucu, Ls=0 •Başlangıç için iki adet basit (idealleştirilmiş) durum Redrawing Diode-Rectifier Bridge Köprü Diyot Doğrultucunun Tekrar Çizilmesi Şekil 5-7: Şekil5-6’daki doğrultucuların tekrar çizilmesi • Herbirinde iki adet diyot olan iki grup Saf direnç yükü için çıkıştaki saf DC akımın dalga şekilleri • Her iki durumda DC taraftaki gerilim dalga şekilleri aynıdır Şekil 5-8 Doğrultucu dalga şekilleri (a) Sekil 5-6a ve (b) Şekil 5-6b Köprü Diyot Doğrultucu Giriş Akımı Şekil 5-9: İdealleştirilmiş durumda hat akımı is •Saf DC çıkış akımı için idealleştirilmiş durum Copyright © 2003 by John Wiley & Sons, Inc. Chapter 5 Line-Frequency Diode Rectifiers Kaynak Tarafında Endüktans Olması Durumunda Köprü Diyot Doğrultucu Analizi Şekil 5-10 Kaynak tarafında endüktans bulunan tek fazlı doğrultucu •Çıkış akımının saf DC olduğu varsayılır Akım Komutasyonu Şekil 5-11: Akım Komutasyonunu gösteren basit devre. Ls=0 kabulüyle dalga şekilleri •Devredeki endüktansın sıfır değerinde olduğu kabul edilmiştir Akım Komutasyonu (Devam) Şekil 5-12: (a) Komutasyon anındaki devre (b) Komutasyonun tamamlanmasından sonraki devre • Devredeki endüktans ihmal edilmemiştir Akım Komutasyonu Dalga Şekilleri Şekil 5-13: Şekil 5-11’deki temel devreler için dalga şekilleri. Komutasyon aralığının net bir şekilde görülebilmesi için büyük değerli Ls kullanılmıştır • Akımın komutasyona girmesi için gerekli volt-saniyeler gösterilmiştir Tam Köprü Doğrultucuda Akım Komutasyonu Şekil 5-14: (a) Ls bağlı tek fazlı diyot doğrultucu (b) Dalga şekilleri • Gerekli volt-saniyeler gösterilmektedir Akım Komutasyonu Şekil 5-15: Şekil5-14a’daki devrenin akım komutasyonu anındaki durumu • Analizler için akım döngüleri izlenmelidir Yük tarafında dc gerilim kaynağı bulunan doğrultucu Şekil 5-16: (a)Sabit dc gerilim kaynaklı doğrultucu (b) Eşdeğer devre (c) Dalga Şekilleri Yük Tarafı Gerilim Ve Akım İlişkisi Şekil 5-17: Şekil 5-16a’de gösterilen sabit dc gerilim kaynaklı doğrultucu için Id ve Vd ‘nin değişimi •Sıfır akım dc gerilimin, girişteki ac gerilimin tepe değerine eşit olduğunu gösterir Yük Tarafındaki Akımın THD, PF ve DPF Üserindeki Etkileri Şekil 5-18: Şekil 5-16a’de gösterilen sabit dc gerilim kaynaklı doğrultucuda Toplam harmonik bozunum, DPF ve PF • Düşük akım değerlerinde çok yüksek THD değerleri Akım Yüklemesi İle Tepe Faktörünün Karşılaştırılması Şekil 5-19: Şekil 5-16a’de gösterilen sabit dc gerilim kaynaklı doğrultucu için Tepe Faktörü ve Vd ‘nin değişimi •Tepe Faktörü Düşük Akım Değerlerinde Çok Yuksek Mertebelerdedir Kapasitör Filtresi İle Diyot Doğrultucu Şekil 5-20: Pratik kapasitör filtresi ile köprü diyot doğrultucu •Güç elektroniği yükü, eşdeğer yük direnciyle temsil edilmiştir Köprü Diyot Doğrultucu Şekil 5-21: Şekil 20’nin eşdeğer devresi •Analiz amaçlı tek yarım döngüye ait eşdeğer devre Köprü Diyot Doğrultucu: Dalga Şekilleri Şekil 5-22: Örnek 5-1deki sonuçlara göre Şekil 5-20’deki devrenin dalga şekilleri • MATLAB kullanılarak yapılan analizler Köprü Diyot Doğrultucu: Dalga Şekilleri Şekil 5-23: Örnek 5-1deki sonuçlara göre Şekil 5-20’deki devrenin dalga şekilleri •Pspice kullanılarak yapılan analizler Giriş Hat Akımı Bozunumu Şekil 5-24: Şekil 5-20’deki doğrultucunun hat akımındaki bozunumlar •Pspice kullanılarak yapılan analizler Hat Gerilimi Bozunumu Şekil 5-25: hat gerilim noktası ve bozunumu • PCC ortak kuplajı göstermektedir Hat Gerilimi Bozunumu Şekil 5-26: Şekil 5-25’de gösterilen ortak kuplaj noktasına ait dalga şekilleri • diğer yükleri besleyen gerilimdeki bozunum
