G ELEKTRON
Yrd. Do. Dr. brahim GNE [email protected] Sal: D 302 08:30-11:10
27.09.2011
G Elektronii 2010-2011 Gz Dnemi
1
Kaynaklar:G Elektronii , Do. Dr. Osman Grdal. Power Electronics, MOHAN/UNDELAND/ROBBINS Wiley, G Elektronii Ders Notlar Prof.Dr. Hac BODUR27.09.2011 G Elektronii 2010-2011 Gz Dnemi 2
Ders erii:1. G Elektroniinin Kapsam ve Endstriyel Uygulamalar 2. Temel Yar letken G Elemanlar 3. Dier Yar letken G Elemanlar 4. G Elemanlarnda Karlatrma, Bastrma ve Isnma 5. Temel Kontrol ve zolasyon Elemanlar 6. AC-AC Dntrcler / AC Kyclar 7. AC-DC Dntrcler / Dorultucular 8. DC-DC Dntrcler / DC Kyclar 9. DC-AC Dntrcler / nverterler27.09.2011 G Elektronii 2010-2011 Gz Dnemi 3
G elektroniiElektrik gcnn statik vastalarla, mevcut giriinden istenen elektriksel k formuna verimli bir ekilde dntrlmesi, kontrol edilmesi ve hazrlanmas ile ilgili teknolojidir.
27.09.2011
G Elektronii 2010-2011 Gz Dnemi
4
GiriG elektronii eviricileri elektrik enerjisinin form deitirmesini gerektiren her yerde kullanlabilir. Bu yzden kullanlabildikleri enerji aral miliwatt' lardan (rnein cep telefonlar) megawatt deerlerine (rnein trenlere enerji salanmas) kadar deiebilir. Klasik elektronik' te elektrik akm ve gerilim bilgi tamak iin kullanlrken g elektoniinde elektriksel gc tamak iin kullanlrlar. Bu yzden g elektroniinin ana kriteri "verim" olarak tanmlanabilir.27.09.2011 G Elektronii 2010-2011 Gz Dnemi 5
Dndrme ilemi diyod, tristr ve transistr gibi yar iletken anahtarlama elemanlar tarafndan gerekletirilir. letiim ve sinyal-veri ileme gibi elektronik sistemlere zt olarak, g elektroniinde byk miktarlarda elektriksel g ilenir.
27.09.2011
G Elektronii 2010-2011 Gz Dnemi
6
AC/DC dntrc (dorultucu) pek ok tketici elektronii cihaz (rnein, televizyon, kiisel bilgisayarlar, pil arj niteleri vb.) iinde kullanlan, g elektroniinin en tipik cihazdr. G aral onlarca watt' dan birka yz watt' a kadar deiebilmektedir. Endstrideki en yaygn kullanm ekli deiken hz srcs olarak (VSD) endksiyon motorlarn kontrol etmekte kullanlr. VSD' lerin g aral birka yz watt' dan balayp megawatt' lara kadar kabilmektedir.27.09.2011 G Elektronii 2010-2011 Gz Dnemi 7
G dntrme sistemleri, giri ve k gcnn tipine gre snflandrlabilir; AC den DC ye (dorultucu) DC den AC ye (evirici) DC den DC ye (dzenleme) AC den AC ye (dorultmay takip eden evirme)27.09.2011 G Elektronii 2010-2011 Gz Dnemi 8
Verimliliin g elektronii eviricilerinde en nemli parametre olduu gz nne alndnda, g elektronii cihazlarnn mmkn olduu kadar az g kaybna neden olmalar gerekmektedir. Bir cihazn anlk kayp gc, cihaz zerindeki gerilimle zerinden geen akmn arpmna eittir. Buradan grlecei gibi gerilimin 0 olduu durumda (ak durumu) ya da cihaz zerinden akm akmazken (kapal durumu) cihazn kayp gc minimumdur. Bu yzden g elektronii eviricileri ak ya da kapal modunda alabilen bir ya da daha fazla cihaz etrafnda tasarlanr. Bu tip bir yap ile evircinin giriinden verilen enerji kna tetiklemeler zerinden transfer edilir. Gz Dnemi 9 27.09.2011 G Elektronii 2010-2011
UygulamalarG elektronii sistemleri her trl elektronik cihazn iinde bulunabilir; DC/DC eviriciler zellikle cep telefonu ve pda gibi mobil cihazlarda gerilim seviyesini pilin arj deerinde sabit tutmak iin kullanlr. AC/DC eviriciler elektrik ebekesine bal her trl elektronik cihaz iersinde kullanlr.27.09.2011 G Elektronii 2010-2011 Gz Dnemi 10
G ELEKTRONNN KAPSAMI VE ENDSTRYEL UYGULAMALARIG ELEKTRONNN KAPSAMI G Elektronii, yke verilen enerjinin kontrol edilmesi ve enerji ekillerinin birbirine dntrlmesini inceleyen bilim daldr.
27.09.2011
G Elektronii 2010-2011 Gz Dnemi
11
Yke Verilen Enerjinin KontrolYke verilen enerjinin kontrol, enerjinin almas ve kapanmas ile ayarlanmas fonksiyonlarn ierir.
27.09.2011
G Elektronii 2010-2011 Gz Dnemi
12
Statik (Yar letken) alterlera) DC statik alterler b) AC statik alterler
27.09.2011
G Elektronii 2010-2011 Gz Dnemi
13
Statik (Yar letken) Ayarlayclara) DC statik ayarlayclar b) AC statik ayarlayclar
27.09.2011
G Elektronii 2010-2011 Gz Dnemi
14
Enerji ekillerinin Birbirine DntrlmesiElektrik enerji ekillerini birbirine dntren devrelere genel olarak Dntrcler ad verilir. Drt temel dntrc vardr. Bu dntrcler aadaki diyagramda zetlenmitir.
27.09.2011
G Elektronii 2010-2011 Gz Dnemi
15
Dntrcler:
27.09.2011
G Elektronii 2010-2011 Gz Dnemi
16
Dntrclerde kullanlan ksaltmalar :DC : Doru Akm eklindeki elektrik enerjisi AC : Alternatif Akm eklindeki elektrik enerjisi Ud : DC gerilim (ortalama deer) U : AC gerilim (efektif deer) f : frekans q : faz says27.09.2011 G Elektronii 2010-2011 Gz Dnemi 17
AC-DC Dntrcler / Dorultucular, Redresrler
27.09.2011
G Elektronii 2010-2011 Gz Dnemi
18
Temel zellikleri : Doal komtasyonludur. Tristr ve diyotlarla gerekletirilir. Balca uygulama alanlar : DC motor kontrol Akmlatr arj Galvano teknikle kaplama DC gerilim kaynaklar
27.09.2011
G Elektronii 2010-2011 Gz Dnemi
19
KomutasyonDA makinalar yklendikleri zaman ntr ekseni kayar ve sabit konumdaki fralar yeni ntr ekseninden farkl bir duruma gelir. Bunun sonucunda zerinde gerilim olan sarg ularnda ksa devre meydana gelir ve ark yapar. Arklar azaltmak iin fralarn yeni ntr eksenine kaydrlmas gerekir. Generatrlerde dn ynne doru motorlarda ise dn ynnn tersine doru fralar yeni bir ntr eksenine kaydrlr. Eer yk dalgal ise endvi mmk(manyeto motor kuvvet) s ykselir ve der. Bundan dolay ntr blgesi yksz ve ykl durum arasnda bir ileri bir geri kayar. Arksz bir komutasyon elde etmek iin fralarn ileri geri hareketi gerekir. orta ve byk gl makinalarda bu mmkn deildir bunun iin fralardan u karlarak ana (sabit) manyetik alan dik ynde sarglar sarlarak endvideki mmk ya zt ynde bir alan oluturulur. Yk te bu kutuplardan kan ulara balanarak komutasyon kutuplarndaki manyetik alan ykle orantl olarak deimesi salanr. Bylece endvide oluan bu mmk yok edilmi olur.
27.09.2011
G Elektronii 2010-2011 Gz Dnemi
20
DC-AC Dntrcler / nverterler, Eviriciler
27.09.2011
G Elektronii 2010-2011 Gz Dnemi
21
Temel zellikleri : Zorlamal komtasyonludur. Orta g ve orta frekanslarda BJT kullanlr. Dk g ve yksek frekanslarda MOSFET kullanlr. Ayrca, dier g elemanlar, GTO yksek g ve dk frekanslarda, IGBT ortann zerindeki g ve frekanslarda, MCT yksek g ve orta frekanslarda kullanlmaktadr. Balca uygulama alanlar : AC motor kontrol Kesintisiz g kaynaklar Endksiyonla stma sistemleri Yksek gerilim DC tama sistemleri AC gerilim kaynaklar27.09.2011 G Elektronii 2010-2011 Gz Dnemi
22
DC-DC Dntrcler / DC Kyclar
27.09.2011
G Elektronii 2010-2011 Gz Dnemi
23
Temel zellikleri : Zorlamal komtasyonludur. Eleman seimi inverterdeki gibidir. Balca uygulama alanlar : DC motor kontrol Akmlatr arj DC gerilim kaynaklar
27.09.2011
G Elektronii 2010-2011 Gz Dnemi
24
AC-AC Dntrcler / AC Kyclar
27.09.2011
G Elektronii 2010-2011 Gz Dnemi
25
Temel zellikleri : Doal komtasyonludur. Tristr ve triyaklarla gerekletirilir. Balca uygulama alanlar : Omik yklerde g kontrol, temel olarak s ve k kontrolu Vantilatr karakteristikli ykleri (fan, pompa, ve kompresr gibi) tahrik eden dk gl AC motor kontrol27.09.2011 G Elektronii 2010-2011 Gz Dnemi 26
DORUDAN FREKANS DNTRC
27.09.2011
G Elektronii 2010-2011 Gz Dnemi
27
Temel zellikleri : Doal komtasyonludur. Tristrlerle gerekletirilir. Dk hzlarda kontrol imkan salar. Balca uygulama alanlar : ok dk devirlerde alan ar i makinalarnn (yol kazma, ta krma, maden karma makinalar gibi) kontrol27.09.2011 G Elektronii 2010-2011 Gz Dnemi 28
