/ Advanced Power Electronics / Advanced Power Electronics GENEL TANIM / GENERAL DESCRIPTION

(1)

2021 - 2022 / 9103025022014 - Advanced Power Electronics / Advanced Power Electronics

GENEL TANIM / GENERAL DESCRIPTION

Ders Adı / Course Name Advanced Power Electronics / Advanced Power Electronics Ders Kodu / Course Code 9103025022014

Ders Türü / Course Type

Ders Seviyesi / Course Level Second Cycle / Second Cycle

Ders Akts Kredi / ECTS 8.00

Haftalık Ders Saati (Kuramsal) / Course Hours For Week (Theoretical)

3.00

Haftalık Uygulama Saati / Course

Hours For Week (Objected) 0.00 Haftalık Laboratuar Saati / Course

Hours For Week (Laboratory) 0.00 Dersin Verildiği Yıl / Year 1

Öğretim Sistemi / Teaching System Face to Face / Face to Face Eğitim Dili / Education Language English / Turkish

Ön Koşulu Olan Ders(ler) /

Precondition Courses Güç Elektroniği Lisans Dersi Power Electronics First Cycle Course

Amacı / Purpose Belirli güç elektroniği devrelerinin çalışmalarının daha detaylı olarak ele alınması, analitiksel ve grafiksel incelenmesi, bir simülasyon programı aracılığı ile devrelerin simüle edilmesi ve tasarım tecrübesi kazanılması

Detailed coverege of certain power electronics circuits, analytical and graphical analysis, simulation of circuits by means of a simulation program and gaining design experience

İçeriği / Content Tristör Komütasyon Teknikleri Zorlanmış Komütasyonlu Tristör Eviricileri Eviricilerde Harmonik Azaltma Teknikleri Zorlanmış Komutasyonlu Tristörlü Eviriciler Akım Kaynaklı Eviriciler Güç Faktörü Ayarlanabilen Doğrultucular Rezonans Güç Dönüştürücüleri DC Sürücüler

DC motor transient and steady state equations, Derivation of transfer functions of DC motor, Controller design for dc motor control, Review of induction machine theory, Derivation of equivalent circuits of induction machine, Derivation of equivalent circuit used in the field oriented controlled induction machine, Analysis of induction machine in per-unit system, Equivalent circuit of induction machine used in the transients Analysis of induction machine for unbalanced cases with symmetrical components, Analysis of induction machine for non-sinusoidal supply cases by means of harmonic equivalent circuit

Önerilen Diğer Hususlar / Recommended Other Considerations

Ders kaçırılmaması, ödevlerin eksiksiz yapılması, en az bir programlama dilinin bilinip

uygulanabilmesi (C, Matlab, ACSL gibi) Do not miss any class hours, do all the homeworks, knowledge of at least one programming language and ability to apply it for simulations, preferably ACSL (such as C, Matlab, ACSL)

Staj Durumu / Internship Status Yok None

(2)

Kitabı / Malzemesi / Önerilen Kaynaklar / Books / Materials / Recommended Reading

DERS KİTABI:

1. “Power Electronics, Circuits, Devices, and Applications”, M.H. Rashid, 2nd Edition, 1993, Prentice Hall, Inc.

YARDIMCI KİTAPLAR:

1. Advanced Continuous Simulation Language (ACSL) Programme User Manual

TEXTBOOK:

1. “Power Electronics, Circuits, Devices, and Applications”, M.H. Rashid, 2nd Edition, 1993, Prentice Hall, Inc.

RECOMMENDED BOOKS:

1. Advanced Continuous Simulation Language (ACSL) Programme User Manual

Öğretim Üyesi (Üyeleri) / Faculty

Member (Members) Prof.Dr. İrfan Alan

ÖĞRENME ÇIKTILARI / LEARNING OUTCOMES

1 Anahtarlamalı rezonans darbe dönüştürücülerinin çalışma prensiplerinin, tasarım ve

boyutlandırmalarının öğrenilmesi learn the the operating principles, the design criterias and the sizing of resonant pulse converters 2 İnverterlerde harmonik azaltma tekniklerinin öğrenilmesi learn the techniques of harmonic reduction in inverters

3 Bir ve üç fazlı PWM eviricilerin çalışma prensiplerinin, tasarım ve boyutlandırmaların öğrenilmesi learn the the operating principles, the design criterias and the sizing of single and three phase PWM inverters

4 Zorlanmış komutasyonlu tristör devrelerinin çalışma prensiplerinin, tasarım ve boyutlandırmaların

öğrenilmesi learn the operating principles, the design criterias and the sizing of forced commutated thyristor

circuits

5 Bir ve üç fazlı giriş güç faktörü ayarlanabilen doğrultucuların çalışma prensiplerinin, tasarım ve

boyutlandırmaların öğrenilmesi learn the the operating principles, the design criterias and the sizing of single and three phase power factor adjustable rectifiers

6 Rezonans devre topolojileri, sıfır akımda veya sıfır gerilimde anahtarlama teknikleri, tasarım ve

boyutlandırmaların öğrenilmesi learn the resonant circuit topologies, the switching techniques at zero current and voltage, the design

and the sizing.

7 DC makinaların 4-bölgeli kontrolünde kontrollü doğrultucuların ve dc kıyıcıların kullanılmasının

öğrenilmesi learn the usage of controlled rectifiers and dc-choppers in 4-quadrant control of DC machines

HAFTALIK DERS İÇERİĞİ / DETAILED COURSE OUTLINE

(3)

Hafta / Week

1

Teorik Dersler / Theoretical Öğretim Yöntem ve

Teknikleri/Teaching Methods Techniques

Ön Hazırlık / Preliminary

Uygulama Lab

Tristör Komutasyon Teknikleri: Doğal komutasyon, zorlanmış komutasyon, self komutasyon, darbe komutasyonu analizleri, devre tasarım kriterleri

Thyristor Commutation Tecchniques: Natural commutation, forced commutation, self commutation, pulse commutation analysis, circuit design criterias

2

Tristör Komutasyon Teknikleri: Rezonans darbe komutasyonu, complementary komutasyon, harici darbe komutasyonu analizleri, devre tasarım kriterleri

Thyristor Commutation Tecchniques: Resonant pulse commutation, complementary commutation, external pulse commutation analysis, circuit design criterias

3

Eviricilerde Harmonik Azaltma Teknikleri:

İki ve üç voltaj seviyeli eviricilerde harmonik eliminasyon teknikleri, zorlanmış komutasyonlu tristörlü eviriciler, analizleri, tasarım kriterleri Harmonic Reduction Techniques in Inverters: Harmonic reduction techniques for two and three level inverters, forced commutated thyristor inverters, analysis and design criterias

4

Akım Kaynaklı Eviriciler: Çalışma prensipleri, analizleri, tasarım kriterleri

Current Source Inverters: Operating principles, analysis and design criterias

5

Bir Fazlı Güç Faktörü Ayarlanabilen Doğrultucular: Çalışma prensipleri, analizleri, tasarım kriterleri

Single Phase Input Power Factor (IPF) Adjustable Rectifiers:

Operating principles, analysis and design criterias

(4)

6

Üç Fazlı Güç Faktörü Ayarlanabilen Doğrultucular: Çalışma prensipleri, analizleri, tasarım kriterleri

Three Phase Input Power Factor (IPF) Adjustable Rectifiers:

Operating principles, analysis and design criterias

7

Rezonans darbeli eviriciler: Tek yönlü iletim anahtarlı seri rezonans, yarı köprü rezonans, iki yönlü iletim anahtarlı seri rezonans, yarı köprü, tam köprü devre analizleri, tasarım kriterleri

Resonant Pulse Converters: Series resonance with unidirectional switch, half bridge resonance, series resonance with bidirectional switich, half bridge and full bridge topology, analysis and design criterias

8

Rezonans darbeli eviriciler: Seri rezonans seri yüklü, paralel yüklü, seri-paralel yüklü eviricilerin frekans tepkilerinin incelenmesi, tasarım kriterleri

Resonant Pulse Converters: Frequency response analysis of series resonant series loaded, parallel loaded, series-parallel loaded inverters, design criterias

9

Rezonans darbeli eviriciler: Paralel rezonans eviriciler, çalışma prensipleri, frekans tepkileri, tasarım kriterleri, E-Sınıfı rezonans evirici, çalışma prensipleri, modları, analiz ve tasarım kriterleri Resonant Pulse Converters: Parallel resonant inverters, operating principles, frequency responses, design criterias, Class-E resonant inverter, operating principles, modes, analysis and design criterias

10

Rezonans darbeli eviriciler: E-Sınıfı rezonans doğrultucu, sıfır akımda anahtarlayan L-Tipi rezonans dönüştürücü, çalışma prensipleri, modları, analiz ve tasarım kriterleri

Resonant Pulse Converters: Class-E resonant rectifier, L-Type zero current switching resonant converter, operating principles, modes, analysis and design criterias

Teknikleri/Teaching Methods Ön Hazırlık / Preliminary

(5)

12

Rezonans darbeli eviriciler: Sıfır akımda anahtarlayan M-Tipi rezonans dönüştürücü, çalışma prensipleri, modları, analiz ve tasarım kriterleri

Resonant Pulse Converters: M-Type zero current switching resonant converters, operating principles,modes, analysis and design criterias

13

Rezonans darbeli eviriciler: Sıfır gerilimde anahtarlayan dönüştürücüler, çalışma prensipleri, modları, analiz ve tasarım kriterleri

Resonant Pulse Converters: Zero voltage switching resonant converters, operating principles, modes, analysis and design criterias

14

Rezonans darbeli eviriciler: Rezonans DC link eviriciler, çalışma prensipleri, modları, analiz ve tasarım kriterleri

Resonant Pulse Converters: Resonant DC Link inverters, operating principles, modes, analysis and design criterias

15

Dc Sürücüler: DC makinaların 4 bölgede çalışabilecek şekilde kontrolünde doğrultucu ve kıyıcı kullanımları, çalışma prensipleri, modları, analiz ve tasarım kriterleri

DC Drives: Usage of controlled rectifier and dc chopper in four quadrant drive of dc machines, operating principles, modes, analysis and design criterias

16

Final Sınavı

Final Exam

(6)

DEĞERLENDİRME / EVALUATION

Yarıyıl (Yıl) İçi Etkinlikleri / Term (or Year) Learning Activities Sayı /

Number

Katkı Yüzdesi / Percentage of Contribution (%)

100 1

Ara Sınav / Midterm Examination

Toplam / Total: 1 100

Başarı Notuna Katkı Yüzdesi / Contribution to Success Grade(%): 40

Yarıyıl (Yıl) Sonu Etkinlikleri / End Of Term (or Year) Learning Activities Sayı /

Number

Katkı Yüzdesi / Percentage of Contribution (%)

100 1

Final Sınavı / Final Examination

Toplam / Total: 1 100

Başarı Notuna Katkı Yüzdesi / Contribution to Success Grade(%): 60

Etkinliklerinin Başarı Notuna Katkı Yüzdesi(%) Toplamı / Total Percentage of Contribution (%) to Success Grade: 100

Değerlendirme Tipi / Evaluation Type:

(7)

İŞ YÜKÜ / WORKLOADS

Ara Sınav / Midterm Examination 1 2.00 2.00

Final Sınavı / Final Examination 1 2.00 2.00

Derse Katılım / Attending Lectures 14 3.00 42.00

Rapor Hazırlama / Report Preparation 8 2.00 16.00

Bireysel Çalışma / Self Study 14 1.00 14.00

Ödev Problemleri için Bireysel Çalışma / Individual Study for Homework Problems 8 12.00 96.00

Ara Sınav İçin Bireysel Çalışma / Individual Study for Mid term Examination 1 25.00 25.00

Final Sınavı içiin Bireysel Çalışma / Individual Study for Final Examination 1 35.00 35.00

Sayı / Number

Süresi (Saat) / Duration

(Hours)

Toplam İş Yükü (Saat) / Total

Work Load (Hour) Etkinlikler / Workloads

Toplam / Total: 48 82.00 232.00

Dersin AKTS Kredisi = Toplam İş Yükü (Saat) / 30.00 (Saat/AKTS) = 232.00/30.00 = 7.73 ~ / Course ECTS Credit = Total Workload (Hour) / 30.00 (Hour / ECTS) = 232.00 / 30.00 = 7.73 ~

(8)

PROGRAM VE ÖĞRENME ÇIKTISI / PROGRAM LEARNING OUTCOMES

Öğrenme Çıktıları / Learning Outcomes Program Çıktıları / Program

1.1.1 1.1.2 1.1.3 1.1.4 1.1.5 1.1.6 1.Anahtarlamalı rezonans darbe dönüştürücülerinin çalışma

prensiplerinin, tasarım ve boyutlandırmalarının öğrenilmesi / learn the the operating principles, the design criterias and the sizing of resonant pulse converters

4 3 3 4

2.İnverterlerde harmonik azaltma tekniklerinin öğrenilmesi / learn

the techniques of harmonic reduction in inverters 5 5 4 4

3.Bir ve üç fazlı PWM eviricilerin çalışma prensiplerinin, tasarım ve boyutlandırmaların öğrenilmesi / learn the the operating principles, the design criterias and the sizing of single and three phase PWM inverters

5 3 4 4 4

4.Zorlanmış komutasyonlu tristör devrelerinin çalışma

prensiplerinin, tasarım ve boyutlandırmaların öğrenilmesi / learn the operating principles, the design criterias and the sizing of forced commutated thyristor circuits

5 4 4 4

5.Bir ve üç fazlı giriş güç faktörü ayarlanabilen doğrultucuların çalışma prensiplerinin, tasarım ve boyutlandırmaların öğrenilmesi / learn the the operating principles, the design criterias and the sizing of single and three phase power factor adjustable rectifiers

5 3 4 4 4

6.Rezonans devre topolojileri, sıfır akımda veya sıfır gerilimde anahtarlama teknikleri, tasarım ve boyutlandırmaların öğrenilmesi / learn the resonant circuit topologies, the switching techniques at zero current and voltage, the design and the sizing.

5 5 4 4 4

7.DC makinaların 4-bölgeli kontrolünde kontrollü doğrultucuların ve dc kıyıcıların kullanılmasının öğrenilmesi / learn the usage of controlled rectifiers and dc-choppers in 4-quadrant control of DC machines

5 4 4 4 4

Katkı Düzeyi / Contribution Level : 1-Çok Düşük / Very low, 2-Düşük / Low, 3-Orta / Moderate, 4-Yüksek / High, 5-Çok Yüksek / Very high