AC-AC Dönüştürücüler
Power Electronics 2
AC-AC Dönüştürücüler
AC voltaj dönüştürücüler statik bir anahtar ile çıkış AC voltajın rms değerini 0 ile giriş voltajının rms değeri arasında ayarlanmasını sağlarlar. AC ayarlayıcı yada AC kıyıcı olarak ta isimlendirilirler.
Enerjinin kontrolü değil de sadece anahtarlanması veya
açılıp-kapatılması amaçlandığında ise, devreye Statik AC
Şalter denilmektedir.
Başlıca Uygulama Alanları
• Bütün omik yüklerde (fırın, ısıtıcı, lamba gibi) güç kontrolü
• Vantilatör karakteristikli küçük güçlü AC motorlarda (fan, pompa, kompresör gibi) hız kontrolü
• Statik AC regülatörlerde gerilim kontrolü
• Statik AC şalterlerde devreyi açma ve kapama
• Statik reaktif güç kompanzasyonu
Power Electronics 4
Tek Faz AC Voltaj Dönüştürücü
Devre ters bağlı iki tristör yada her iki yönde de akımı kontrol edebilecek şekilde triyak ile gerçeklenebilir.
Yukarıdaki devrede T4 tristörü yerine bir diyot
kullanılırsa devre yarı kontrollü olarak adlandırılır.
Resistif Yük Durumunda
Yüke aktarılan güç, α tetikleme gecikmesi ile (0 - 180° ) sıfır ile
maksimum değer
arasında ayarlanabilir.
Power Electronics 6
Resistif Yük Durumunda
Çıkış voltajının RMS değeri:
Çıkış Gücü:
����=����2 /�
RL Yük Durumunda
Yüke aktarılan güç, α tetikleme gecikmesi ile (0 - 180° ) sıfır ile
maksimum değer
arasında ayarlanabilir.
Mikrodenetleyiciler 8
Farklı Tek faz AC Kıyıcı Topolojileri
Örnek: 220V ve 2.2 kW ısıtıcı bir tek faz AC kıyıcı ile 220V AC şebekeye bağlıdır.
a) Isıtıcının direncini hesaplayınız.
b) α=90 için yük voltajının rms değerini ve gücünü bulunuz.
Power Electronics 10
AC Anahtarlar
On-off kontrol yöntemi de denilen bu yapıda tristörler, belirli bir periyot boyunca açılır ve yüke AC gerilim uygularlar ve daha sonra yine belirli bir süre susturularak gerilimi keserler. Bu şekilde yük mekanik bir anahtar gibi devreye alınıp çıkarılabilir. Tristörlerin tetikleme açıları 0 derece olarak
uygulanır.
Tristör Anahtarlamalı Kapasitör (TSC)
Özellikle kompanzasyon sisteminde kapasitör bloklarının devreye alınıp çıkarılması amacıyla kullanılırlar. Tristörün üzerindeki gerilim düşümü sıfır olduğu durumlarda kapasitörler devreye alınıp çıkarılmaktadır.
u s iC
uC
C VT 1
VT 2
t t t u s t
iC uC
VT 1
VT 2
t1 t2
uVT 1 uVT1
Power Electronics 12
Tristör Kontrollü Reaktör (TCR)
Tristörlere seri bağlı endüktansın değerini tetikleme açısı ile değiştireren güç elektroniği yapısıdır.
Devrenin süseptansı alfa cinsinden:
Tristör Kontrollü Reaktör (TCR)
Tetikleme açısı 90-180 derece arasında kontrol edilir. Akım bu aralıklar için pozitif ve negatif bölgede simetrik ve süreksizdir.
Tetikleme açısı 90 derece için tamamen endüktif çalışma gözlenir. TCR ın eşdeğer endüktansı, kullanılan endüktans değerine eşittir. Akım sinüzoidal formdadır.
Power Electronics 14
Statik VAR kompanzasyonu
TCR, TSC ve sabir kapasitör blokları ile gerçekleştirilen kompanzasyon sistemidir.
Sürekli devrede bulunan yükün reaktif gücü miktarınca kapasitif gücü
karşılayabilecek sabit kapasitör bağlanır. Değişken yükler için kademeli TSC yapısı, Kapasitelerin ürettiği kapasitif reaktif gücü silmek için ayarlı endüktans olan TCR devresi eklenir.
Dimmer Devresi
Bir AC kıyıcı devredir. Aydınlatma ve ısıtıcı gibi yüklerin ayarlanmasında kullanılır.
Tetikleme palsi, giriş geriliminden R,C ve Diyak elemanları ile oluşturulur. Ayarlı direnç ile Kapasitör üzerindeki gerilimin şarj deşarj süresini değiştirilir. Kapasitör üzerindeki gerilim diyak gerilimine (28-42V) şarj olduğunda diyak iletime girer ve triyak iletime sokulur. Bu şekilde R direncini değiştirerek alfa açısı kontrol edilir.
Power Electronics 16
3 Faz AC Konvertörler
• Güç elemanları AC şebeke faz girişlerine bağlıdır.
• Yükün Y bağlı olduğu genel devre şemasıdır.
• Y noktası N ile bağlı değildir.
• Kontrol faz gerilimlerine göre yapılır.
• Elemanlar fazlar arası gerilimlere maruz kalır.
=60 İçin yük gerilimi
3 Faz AC Konvertörler
• Güç elemanları AC şebeke faz girişlerine bağlıdır.
• Her bir fazın negatif elemanları olarak diyotlar kullanılmıştır.
• Fazlar arası geçmek zorunda olan akımlar ancak tristörler üzerinden devreyi tamamlayabileceğinden, aynı kontrol sağlanır.
• Burada amaç, maliyetin azaltılmasıdır.
• Kontrol faz gerilimlerine göre yapılır.
Power Electronics 18
3 Faz AC Konvertörler
• Güç elemanları AC şebeke faz girişlerine bağlıdır.
• Y noktası N ile bağlıdır.
• Her bir faz kolu, bağımsız olarak tek fazlı bir AC kıyıcı gibi çalışır.
• Kontrol faz gerilimlerine göre yapılır.
• Elemanlar faz gerilimlerine maruz kalır.
3 Faz AC Konvertörler
• Güç elemanları AC şebeke faz girişlerine bağlıdır.
• Herhangi bir fazın elemanları olarak diyotlar kullanılmıştır.
• Fazlar arası geçmek zorunda olan akımlar ancak tristörler üzerinden devreyi tamamlayabileceğinden, aynı kontrol sağlanır.
• Burada da amaç, maliyetin azaltılmasıdır.
• Kontrol faz gerilimlerine göre yapılır.
Power Electronics 20
3 Faz AC Konvertörler
• Güç elemanları AC şebeke faz girişlerine bağlıdır.
• Yükün Δ bağlı olduğu genel devre şemasıdır.
• Kontrol faz gerilimlerine göre yapılır.
• Elemanlar fazlar arası gerilimlere maruz kalır.
3 Faz AC Konvertörler
• Güç elemanları AC şebeke faz girişlerine bağlıdır.
• Her bir fazın negatif elemanları olarak diyotlar kullanılmıştır.
• Fazlar arası geçmek zorunda olan akımlar, ancak tristörler üzerinden devreyi tamamlayabileceğinden, aynı kontrol sağlanır.
• Burada amaç, maliyetin azaltılmasıdır.
• Kontrol faz gerilimlerine göre yapılır.
Power Electronics 22
3 Faz AC Konvertörler
• Güç elemanları Δ yükün fazlarına seri bağlıdır.
• Her bir faz kolu, fazlar arası gerilim ile fakat
bağımsız olarak tek fazlı bir AC kıyıcı gibi çalışır.
• Kontrol fazlar arası gerilimlere göre yapılır.
• Elemanlar fazlar arası gerilimlere maruz kalır.
3 Faz AC Konvertörler
• Güç elemanları AC şebeke faz girişlerine bağlıdır.
• Herhangi bir fazın elemanları olarak diyotlar kullanılmıştır.
• Fazlar arası geçmek zorunda olan akımlar, ancak tristörler üzerinden devreyi tamamlayabileceğinden, aynı kontrol sağlanır.
• Burada da amaç, maliyetin azaltılmasıdır.
• Kontrol faz gerilimlerine göre yapılır.
Power Electronics 24
