KAYMA MOD DENETLEYİCİ KULLANILARAK AKTİF GÜÇ FAKTÖRÜ DÜZELTİMİ



Benzer belgeler
WCDMA HABERLEŞMESİNDE PASİF DAĞITILMIŞ ANTEN SİSTEMLERİ KULLANILARAK BİNA İÇİ HÜCRE PLANLAMA. Ferhat Yumuşak 1, Aktül Kavas 1, Betül Altınok 2

KOMPANZASYON ve HARMONİK FİLTRE SİSTEMLERİ

KAYMA MOD DENETLEYİCİ KULLANILARAK AKTİF GÜÇ FAKTÖRÜ DÜZELTİMİ

JET MOTORLARININ YARI-DĐNAMĐK BENZETĐŞĐMĐ ve UÇUŞ ŞARTLARINA UYGULANMASI

OPERATÖRLER BÖLÜM Giriş Aritmetik Operatörler

T.C. ERCİYES ÜNİVERSİTESİ MÜHENDİSLİK FAKÜLTESİ MEKATRONİK MÜHENDİSLİĞİ BÖLÜMÜ MEKATRONİK LABORATUVARI 1. BASINÇ, AKIŞ ve SEVİYE KONTROL DENEYLERİ

ANALOG LABORATUARI İÇİN BAZI GEREKLİ BİLGİLER

ÖLÇÜ TRANSFORMATÖRLERİNİN KALİBRASYONU VE DİKKAT EDİLMESİ GEREKEN HUSUSLAR

BÖLÜM 7 BİLGİSAYAR UYGULAMALARI - 1

MÜHENDİSLİK ve MİMARLIK FAKÜLTESİ BİLGİSAYAR MÜHENDİSLİĞİ BÖLÜMÜ ELEKTRONİK DEVRELER LABORATUVARI DENEY FÖYÜ 1

GERÇEK ZAMANLI GÜÇ KALİTESİ İZLEME SİSTEMLERİ İLE ELEKTRİK DAĞITIM SİSTEMLERİNDEKİ GÜÇ KALİTESİNİN İNCELENMESİ. Hüseyin ERİŞTİ 1, Yakup DEMİR 2

Olasılık ve İstatistik Dersinin Öğretiminde Deney ve Simülasyon

Üç-fazlı 480 volt AC güç, normalde-açık "L1", "L2" ve "L3" olarak etiketlenmiş vida bağlantı uçları yoluyla kontaktörün tepesinde kontak hale gelir

TURBOCHARGER REZONATÖRÜ TASARIMINDA SES İLETİM KAYBININ NÜMERİK VE DENEYSEL İNCELENMESİ

FOTOGRAMETRİK DEĞERLENDİRME - ÇİFT FOT. DEĞ. Analog ve Analitik Stereodeğerlendirme. Yrd. Doç. Dr. Aycan M. MARANGOZ

İSTANBUL TİCARET ÜNİVERSİTESİ BİLGİSAYAR MÜHENDİSLİĞİ BÖLÜMÜ BİLGİSAYAR SİSTEMLERİ LABORATUARI YÜZEY DOLDURMA TEKNİKLERİ

2.4. ELASTĠK DEPREM YÜKLERĠNĠN TANIMLANMASI : SPEKTRAL ĠVME KATSAYISI

II. Bölüm HİDROLİK SİSTEMLERİN TANITIMI

01 OCAK 2015 ELEKTRİK AKIMI VE LAMBA PARLAKLIĞI SALİH MERT İLİ DENİZLİ ANADOLU LİSESİ 10/A 436

KORELASYON VE REGRESYON ANALİZİ

ÇİFT ANAHTARLI BUCK-BOOST ÇEVİRİCİ BENZETİMİ THE SIMULATION OF THE DUAL SWITCH BUCK-BOOST CONVERTER

SÜREÇ YÖNETİMİ VE SÜREÇ İYİLEŞTİRME H.Ömer Gülseren > ogulseren@gmail.com

B02.8 Bölüm Değerlendirmeleri ve Özet

Deprem Yönetmeliklerindeki Burulma Düzensizliği Koşulları

BİLGİSAYAR PROGRAMLARI YARDIMIYLA ŞEV DURAYLILIK ANALİZLERİ * Software Aided Slope Stability Analysis*

SEYAHAT PERFORMANSI MENZİL

2008 YILI MERKEZİ YÖNETİM BÜTÇESİ ÖN DEĞERLENDİRME NOTU

ENERJĠ DAĞITIMI-I. Dersin Kredisi

Temel Bilgisayar Programlama

EEM 202 DENEY 5 SERİ RL DEVRESİ

Elektrik Makinaları I. Senkron Makinalar Stator Sargılarının oluşturduğu Alternatif Alan ve Döner Alan, Sargıda Endüklenen Hareket Gerilimi

YIĞMA TİPİ YAPILARIN DEPREM ETKİSİ ALTINDA ALETSEL VERİ ve HESAPLAMALARA GÖRE DEĞERLENDİRİLMESİ

ÜÇGEN,TESTERE işaret ÜRETEÇLERi VE veo

H.Tarık DURU, Sabri CAMUR, Birol ARİFOĞLU, Ersoy BEŞER Kocaeli Üniversitesi Mühendislik Fakültesi Elektrik Müh.Böl. ÖZET

REAKTİF GÜÇ KOMPANZASYONU VE HARMONİKLER

6. ÜNİTE TRANSFARMATÖR VE REDRESÖR BAĞLANTILARI

DENEY DC Gerilim Ölçümü

ÜNİTE 5 KESİKLİ RASSAL DEĞİŞKENLER VE OLASILIK DAĞILIMLARI

ULUDAĞ ÜNİVERSİTESİ ELEKTRONİK MÜHENDİSLİĞİ BÖLÜMÜ ELN3052 OTOMATİK KONTROL

ELEKTRİK ÜRETİM SANTRALLERİNDE KAPASİTE ARTIRIMI VE LİSANS TADİLİ

BİLGİ TEKNOLOJİLERİ VE İLETİŞİM KURULU KARARI

KİTAP İNCELEMESİ. Matematiksel Kavram Yanılgıları ve Çözüm Önerileri. Tamer KUTLUCA 1. Editörler. Mehmet Fatih ÖZMANTAR Erhan BİNGÖLBALİ Hatice AKKOÇ

Modülasyonlu kontrol aktüatörü AME 435

KAVRAMLAR. Büyüme ve Gelişme. Büyüme. Büyüme ile Gelişme birbirlerinden farklı kavramlardır.

SİRKÜLASYON POMPALARINDA HİDROLİK VE ELEKTRİKSEL TASARIMIN ENTEGRASYONU. Cem AYBAR ARAŞTIRMA / İNCELEME ISITMA HAVA KOŞULLANDIRMA HAVALANDIRMA

AYDINLATMA DEVRELERİNDE KOMPANZASYON

BÖLÜM 2: REZONANS DEVRELERI

Taş, Yaman ve Kayran. Altan KAYRAN. ÖZET

Banka Kredileri E ilim Anketi nin 2015 y ilk çeyrek verileri, Türkiye Cumhuriyet Merkez Bankas (TCMB) taraf ndan 10 Nisan 2015 tarihinde yay mland.

Düzce Üniversitesi Bilim ve Teknoloji Dergisi

5. ÜNİTE KUMANDA DEVRE ŞEMALARI ÇİZİMİ

7. SINIF MATEMATİK TESTİ A. 1. Yandaki eşkenar dörtgensel bölge şeklindeki uçurtma I, II, III ve IV nolu

YATIRIM FONU ALIM SATIM İŞLEMLERİ KULLANICI KILAVUZU

Reynolds Sayısı ve Akış Rejimleri

RÜZGAR TÜRBİNİ İLE SÜRÜLEN ÇİFT ÇIKIŞLI ASENKRON JENERATÖRÜN İNCELENMESİ VE BULANIK MANTIK KONTROL YÖNTEMİYLE MAKSİMUM ÇIKIŞ GÜCÜNÜN ELDE EDİLMESİ

DEVRELER VE ELEKTRONİK LABORATUVARI

Resmi Gazete Tarihi: Resmî Gazete Resmi Gazete Sayısı: YÖNETMELİK ELEKTRONİK HABERLEŞME SEKTÖRÜNDE HİZMET KALİTESİ YÖNETMELİĞİ

BCN V A MİKROİŞLEMCİLİ AKÜ ŞARJ CİHAZI

Betonarme ve Prefabrik Yapılarda Risk Değerlendirmesi

BİLGİ TEKNOLOJİLERİ VE İLETİŞİM KURULU KARAR. : Piyasa Gözetim Laboratuvarı Müdürlüğü nün

İçindekiler Jeofizikte Modellemenin Amaç ve Kapsamı Geneleştirilmiş Ters Kuram ve Jeofizikte Ters Problem Çözümleri

DOĞALGAZ SEKTÖRÜ LEAP MODELLEMESİ

KAPLAMA TEKNİKLERİ DERS NOTLARI

Murat Yükse1 l, Serhat İkizoğlu 2

ELEKTRİK ELEKTRONİK BİLGİSİ

ELITE A.G. KS100/HEFM SICAK-SOĞUK ETĐKET BOY KESME VE ĐŞARETLEME MAKĐNASI KULLANIM KILAVUZU

AKENR ENDEKS ÜZERİNDE GETİRİ Yükselme Potansiyeli: 26% Akenerji 3Ç13 Bilgilendirme Notları

T.C. GELİR İDARESİ BAŞKANLIĞI ANKARA VERGİ DAİRESİ BAŞKANLIĞI (Mükellef Hizmetleri KDV ve Diğer Vergiler Grup Müdürlüğü)

KAIMAL SPEKTRUMU TABANLI RÜZGAR HIZI MODELİ İLE KANAT AÇISININ YAPAY SİNİR AĞILARI İLE KONTROLÜ

MAK585 Dinamik Sistemlerin Modellenmesi ve Simülasyonu

Veri Toplama Yöntemleri. Prof.Dr.Besti Üstün

BĐSĐKLET FREN SĐSTEMĐNDE KABLO BAĞLANTI AÇISININ MEKANĐK VERĐME ETKĐSĐNĐN ĐNCELENMESĐ

BİLGİSAYAR DESTEKLİ BİR DİL PROGRAMI -Türkçe Konuşma - Tanıma Sistemi-

SR Ek 4 Değerlendirme Komitesi Tayini. Bölüm C: Diğer Bilgiler

ELEZ101 Ölçme Tekniği Sunu No: 01. Öğr. Gör. Dr. Barış ERKUŞ

Düzce Üniversitesi Bilim ve Teknoloji Dergisi

İçindekiler Şekiller Listesi

Şaft: Şaft ve Mafsallar:

LED İN ELEKTRİKSEL KARAKTERİSTİKLERİNİN OPTİK KARAKTERİSTİKLERİ ÜZERİNDEKİ ETKİLERİNİN İNCELENMESİ

Bilişim Sistemleri. Modelleme, Analiz ve Tasarım. Yrd. Doç. Dr. Alper GÖKSU

3- Kayan Filament Teorisi

Topoloji değişik ağ teknolojilerinin yapısını ve çalışma şekillerini anlamada başlangıç noktasıdır.

Massachusetts Teknoloji Enstitüsü-Fizik Bölümü

KADININ STATÜSÜ GENEL MÜDÜRLÜĞÜ. Tarımda Kadınların Finansmana Erişimi Esra ÇADIR

B E Y K E N T Ü N İ V E R S İ T E S İ S O S Y A L B İ L İ M L E R E N S T İ T Ü S Ü İ Ş L E T M E Y Ö N E T İ M İ D O K T O R A P R O G R A M I

YÜKSEK AC-DC AKIM ŞÖNTLERİNİN YAPIMI VE KARAKTERİZASYONU

1. YAPISAL KIRILMA TESTLERİ

Yapı Kabuğunda Isı Kayıplarının Azaltılması ve Bir İyileştirme Projesi Örneği

ÖĞRENME FAALİYETİ 1 ÖĞRENME FAALİYETİ 1 1. KARE VİDA AÇMA

ULAKBİM Danışma Hizmetlerinde Yeni Uygulamalar: Makale İstek Sistemi ve WOS Atıf İndeksleri Yayın Sayıları Tarama Robotu

B05.11 Faaliyet Alanı

ANKARA EMEKLİLİK A.Ş GELİR AMAÇLI ULUSLARARASI BORÇLANMA ARAÇLARI EMEKLİLİK YATIRIM FONU ÜÇÜNCÜ 3 AYLIK RAPOR

Milli Gelir Büyümesinin Perde Arkası

Farklı Televizyon Yayın Ortamlarında Aynı Anda Farklı Reklam Yayını Bir Koltuğa İki Karpuz Sığar mı?

BEBEK FORMÜLLERİ TEBLİĞİ

Braille Star 40 Başvuru Kitapçığı Sürüm 4.0 Lütfen bu başvuru kitapçığıyla birlikte paketinizde bulunan kullanıcı kılavuzunu da gözden geçirin.

MADENCĠLĠK SEKTÖRÜNDE SU KĠRLĠLĠĞĠ KONTROLÜ YÖNETMELĠĞĠ UYGULAMALARI

ELEKTRİK FATURALARINIZDA REAKTİF CEZA ÖDÜYORMUSUNUZ? ELEKTRİK FATURALARINIZI DÜZENLİ OLARAK KONTROL EDİYORMUSUNUZ?

RİSK DEĞERLENDİRME VE PROJE ONAY TALİMATI

Basit Kafes Sistemler

Transkript:

P A M U K K A E Ü Nİ E R İTEİ M Ü H E N İ İ K F A K Ü T E İ P A M U K K A E U N I E R I T Y E N G I N E E R I N G F A U T Y M Ü H E N İ İK BİİM E Rİ E R Gİİ J O U R N A O F E N G I N E E R I N G I E N E YI İT AYI AYFA : 008 : 4 : 3 : 53-60 KAYMA MO ENETEYİİ KUANIARAK AKTİF GÜÇ FAKTÖRÜ ÜZETİMİ Korhan KAYIŞI*, ervet TUNER*, Mustafa POYRAZ** *Fırat Üniversitesi, Teknik Eğitim Fakültesi, Elektronik ve Bilgisayar Eğitimi Bölümü, 39, Elazığ **Fırat Üniversitesi, Mühendislik Fakültesi, Elektrik-Elektronik Mühendisliği, 39, Elazığ Geliş Tarihi : 3.07.007 Kabul Tarihi :.05.008 ÖZET Bu makalede, yükseltici tip dönüştürücü devresinde giriş akımının aktif şekillendirilmesi için bir kayma mod denetleyici tasarlanmıştır. Tasarlanan denetleyicinin dayanıklılığı giriş hat ndeki değişimlerin yanı sıra dönüştürücünün çıkış katındaki yük değişimleri ve farklı çıkış gerilim referanslarına göre test edilmiştir. Benzetim çalışmaları MATAB/imulink programı kullanılarak gerçekleştirilmiştir. Benzetim sonuçlarından, giriş ile giriş akımının aynı fazda olması sağlanmış ve yaklaşık birim güç faktörü elde edilmiştir. Anahtar Kelimeler : Güç faktörü düzeltme, Yükseltici tip dönüştürücü, Kayma mod denetleyici. ATIE POWER FATOR ORRETION UING A IING MOE ONTROER ABTRAT In this paper, a sliding mode controller is designed for active shaping of the input current in the boost converter. Robustness of the designed controller is tested with variable output voltage references, different loads and network voltage variations. For the simulations, MATAB/imulink programme is used. From simulation results, the same phase was provided between input current and input voltage and nearly unity power factor was obtained. Key Words : Power factor correction, Boost type converter, liding mode controller.. GİRİŞ Günlük hayatta ac-dc güç dönüşümü sağlamakta kullanılan güç kaynaklarının çoğu şebekeden sinüzoidal olmayan ve harmonik içeren akımlar çekmektedir. Şebekeden çekilen bu şekildeki akımlar, düşük Güç Faktörü (GF) ve yüksek etkin hat akımlarının oluşmasına sebep olur. Şebekeden çekilen akımın kalitesinin düşmesi; şebeke nde bozulmalara, kayıpların artmasına, elektromanyetik parazitlerin ortaya çıkmasına ve bütün bunların sonucunda şebekeden beslenen diğer cihazların bunlardan etkilenmesine sebep olarak gücün verimsiz kullanımına neden olmaktadır. Bu olumsuz etkileri gidermek amacıyla, pasif devreler kullanılarak harmonik bileşenleri azaltma, aktif güç katsayısı düzeltme ve aktif doğrultucular gibi teknikler kullanılmaktadır (hen v.d., 990). Klasik kontrolsüz köprü doğrultucular kullanılarak gerçekleştirilen ac-dc dönüşümde GF değeri yaklaşık 0.65 civarında olmaktadır (Rossetto v.d., 995). Bu doğrultucuların alternatif akım tarafına indüktans veya indüktans-kondansatör yapılarını içeren pasif devreler eklenerek harmonik bileşenler 53

azaltılabilmekte ve beraberinde GF değeri de önemli ölçüde artırılabilmektedir (Mohan v.d., 995). on yıllarda, yarı iletken anahtarlama elemanlarının hız ve kapasitelerinin artışının yanı sıra denetleme elemanı olarak kullanılan mikrodenetleyici teknolojisinde de çok hızlı gelişmeler olmaktadır. Özellikle ayısal İşaret İşlemcilerin (İİ) gerçek zamanlı kontrol tekniğinde kullanılması ve yüksek frekanslı anahtarlama elemanlarının üretilmesi ile yüksek performanslı yükseltici tip dc-dc dönüştürücüler için daha verimli algoritmalar geliştirilebilmektedir (Tuncer ve Tatar, 000). Yüksek GF değeri elde etmek için literatürlerde aktif devre elemanlarını kullanan tek-katlı veya iki katlı Güç Faktörü üzeltme (GF) yöntemleri sunulmaktadır (Rossetto v.d., 995; ee ve iu, 996; how v.d., 998; i ve Ruan, 004; in v.d., 004; Kaewarsa v.d., 004). in v.d., 004; how v.d., 998; ee ve iu, 996 da belirtilen tek katlı GF yöntemi için yapılan çalışmalarda; doğrultucu çıkışına bağlı bir dc-dc dönüştürücü devresinin güç anahtarı, giriş akımı ile arasındaki faz farkını ortadan kaldıracak ve yüksek GF değerleri sağlanabilecek şekilde anahtarlanmaktadır. i ve Ruan, 004; Kaewarsa v.d, 004 ise çalışmalarında iki katlı GF yöntemi kullanmışlardır. Bu yöntemde, dc-dc dönüştürücü devresinin giriş katı doğrultucukondansatör yapısından oluşmaktadır. İki katlı GF yaklaşımın maliyeti, tek katlı GF yöntemine göre daha yüksek olmakla birlikte, her iki GF yönteminde de yüksek GF değerlerine erişmek mümkün olmaktadır. Bu çalışmada, tek katlı yaklaşımı kullanan ve doğrultucu çıkışına bağlanan yükseltici tip dc-dc dönüştürücünün güç anahtarı, yüksek GF değerleri elde etmek için denetlenmektedir. Bu amaçla, regüleli bir çıkış elde etmek için bir gerilim denetleyici ve yüksek GF değeri için ise bir akım denetleyici kullanılmaktadır. enetim yapısında, doğrultulmuş şebeke nin bir örneği gerilim denetleyici çıkışı ile çarpılarak şebeke ile aynı fazda bir referans akımı elde edilmektedir. Bu referans akım indüktans içerisinden geçen akımla karşılaştırıldıktan sonra elde edilen akım hatası Kayma Mod enetleyiciye (KM) giriş olarak uygulanır. Çalışmada, yükseltici dönüştürücünün indüktans akımının denetimi KM tekniği kullanılarak yapılmıştır. KM sayesinde yüksek GF değerinin yanı sıra dayanıklı bir denetim yapısı elde edilmiştir. KM yöntemi doğrusal olmayan, değişen parametrelere sahip veya harici bozucu girişlerin etkisi altında bulunan sistemlerin kontrolünde kullanılan etkili bir denetim yöntemidir. GF işleminde giriş akımı ile arasında faz farkının oluşmaması ve akımın sinüzoidal formdan uzaklaşmaması istenmektedir. Yükteki olası değişimler, hat ndeki değişimler ve değişken dc çıkış gerilim isteği dayanıklı bir kontrol yöntemini zorunlu kılmaktadır. KM lerin dayanıklılığı, bu tür uygulamalara uygunluğu ve doğrusal olmayan sistemlerin kontrolündeki yüksek performansı sebebiyle bu çalışmada akım denetleyici olarak seçilmiştir.. GF EREİNİN ÇAIŞMAI E MATEMATİKE MOEİ GF işlemi için kullanılan yükseltici tip dönüştürücü devresi ile birlikte oluşturulan denetim yapısı Şekil de verilmiştir. evrenin çalışması güç anahtarının iletimde veya kesimde olmasına göre iki modda incelenmektedir (Rashid, 993). Yükseltici dönüştürücü devresinin girişine bağlı olan köprü doğrultucunun çıkış, tam dalga doğrultulmuş gerilim olup.inwt şeklinde ifade edilebilir. ac giriş X I ref + I - Σ ürme evresi PI Gerilim enetleyici Kayma Mod Akım enetleyici Şekil. GF devresi... Anahtarın İletim Modu = m + R Y O - ref Σ dc cıkış evredeki güç anahtarı kapatıldığında, indüktans içerisinden geçen akım güç anahtarı üzerinden yolunu tamamlamaktadır. Bu şekilde, devredeki diyot ters polarmalanmakta ve yük akımı kondansatör tarafından sağlanmaktadır. İndüktans üzerindeki gerilim ise tam dalga doğrultulmuş ac hat ne eşit olmaktadır ( = ). Şekil de güç anahtarının iletimde olduğu durum için devrenin eşdeğeri görülmektedir. ac giriş I Şekil. Anahtarın iletimde olduğu durumda yükseltici dönüştürücünün eşdeğer devresi. I IO dc cıkış O R Y Mühendislik Bilimleri ergisi 008 4 (3) 53-60 54 Journal of Engineering ciences 008 4 (3) 53-60

0< t <t on zaman aralığında anahtar iletimde iken, indüktans akımının t on süresi sonunda I değerinden I değerine doğrusal olarak yükseldiği varsayımı ile, I I I = = () t t on on ifadesi yazılabilir. Burada t on anahtarın iletimde kaldığı süreyi ve I ise indüktans akımının tepeden-tepeye salınımını belirtmektedir I = I I ). (.. Anahtarın Kesim Modu evredeki güç anahtarı açıldığında, indüktansta depolanmış enerji ac kaynaktan sağlanan enerji ile birlikte yüke aktarılır. Bu esnada kondansatör şarj olmaktadır. Şekil 3 de anahtarın kesimde olduğu durum için devrenin eşdeğeri verilmiştir. ac giriş I Şekil 3. Anahtarın kesimde olduğu durumda yükseltici dönüştürücünün eşdeğer devresi. I I O dc cıkış O t on < t <T zaman aralığında anahtar kesimde iken, indüktans akımının t off süresi sonunda I değerinden I değerine lineer olarak düştüğü varsayımı ile, I O = () t off ifadesi elde edilir. Burada t off anahtarın kesimde olduğu süreyi ve Ts anahtarlama periyodunu belirtmektedir. Eşitlik () ve eşitlik () teki I ifadeleri eşitlendiği takdirde, t on (O )toff I = = (3) ifadesi elde edilir. önüştürücünün ortalama çıkış ni anahtarın görev oranı (, = t on /T ) türünden yazılırsa aşağıdaki eşitlik elde edilecektir. O = (4) ürekli durumda, köprü doğrultucu ve yükseltici tip dönüştürücü devresindeki kayıplar oldukça düşüktür. Bu nedenle ortalama giriş gücü, yüke aktarılan R Y ortalama çıkış gücüne eşit kabul edilip aşağıdaki bağıntı yazılabilir (Tuncer ve Tatar, 000). I IO = O IO = (5) Anahtarlama periyodu T, eşitlik (6) da verilmiştir. O I T = t on + t off = (6) ( ) I ifadesi ise aşağıdaki gibi yazılabilir. O I = (7) f Güç anahtarının iletimde olduğu t on süresi boyunca, kondansatör akımı çıkış akımına eşittir (I =I O ) ve çıkıştaki tepeden-tepeye gerilim dalgalanması aşağıdaki eşitliklerde tanımlandığı gibi elde edilecektir. t on = I (8) 0 IO = f (9) Yukarıdaki eşitlikler kullanılarak yükseltici dönüştürücüyü temsil eden durum denklemi aşağıdaki eşitlikte verilmiştir. d 0 I I u I 0 = + + (0) R Y Burada; u, kontrol girişidir ve değeri anahtar iletimde iken, kesimde iken 0 olmaktadır. 3. KAYMA MO ENETEYİİ TAARIMI oğrusal olmayan, parametreleri zamanla değişen ve karmaşık dinamiklere sahip sistemlerin kontrolü klasik denetleyicilerle zor olmaktadır. Bu tür sistemlerin denetiminde KM etkili bir kontrol yöntemidir. KM nin kapalı çevrim kontrol sistemlerine uygulanmasında amaç, hatayı kayma yüzeyi veya diğer adıyla anahtarlama yüzeyine doğru itmek ve bu yüzeyde tutmaktır. Kayma yüzeyi durum değişkenlerinin doğrusal kombinasyonu olan Mühendislik Bilimleri ergisi 008 4 (3) 53-60 55 Journal of Engineering ciences 008 4 (3) 53-60

bir fonksiyon olarak tanımlandığı için durum değişkenleri bu yüzey üzerine doğrusal bağımlıdır. Bu durumda, sistemin derecesi bağımsız giriş değişkeni kadar indirgenmiş olur ve sistem indirgenmiş bir kontrol kuralı ile denetlenir. = 0 de i urum değişkenleri için aşağıda verilen doğrusal olmayan bir sistem ele alındığında, e 0 dx = A(x, t) + B(x, t).u(t) () Kayma modu e i burada, x Є R n, A Є R nxn, u Є R m, rank(b(x,t)) = m dir. u(t), sistem girişini belirtmektedir. ayanıklı bir denetleyici yapısı eşitlik () de gösterildiği gibi, parametre değişimleri ile dış bozuculara karşı gelen bir terimden ve eşdeğer bir kontrol kuralı olarak tanımlanan u esd den oluşmaktadır. Başka bir deyişle, anahtarlama fonksiyonunun değişimini sıfır yapan ifade eşdeğer kontrol olarak adlandırılmaktadır. u(t) = -N.sign() + () u esd Burada N bir sabit olup, maksimum kontrolör çıkışını belirtmektedir. İşaret fonksiyonu sign ise, eşitlik (3) de tanımlanmıştır. + > 0 sign () = (3) < 0 enetim işlemi işaret fonksiyonuna bağlı olarak =0 etrafında anahtarlamalar ile gerçekleştiğinden, kayma fonksiyonu olarak adlandırılır. KM ile denetlenen sistemlerde temel amaç, sistemi eşitlik (4) de tanımlanan yüzey üzerinde tutmaktır. d = + g i e i (4) İkinci dereceden bir sistem için eşitlik (4) te tanımlanan kayma fonksiyonu, Şekil 4 te verilmiştir. kayma fonksiyonunda izleme hatası e i aşağıda tanımlandığı gibidir. e i = x * x (5) kayma fonksiyonu sıfıra gittiği zaman e i de sıfıra gidecektir. Başka bir deyişle = 0 doğrusuna sonlu bir sürede yaklaşılması için eşitlik (6) da tanımlanan şartın sağlanması gerekmektedir. Şekil 4. Kayma fonksiyonu. Burada, λ pozitif bir sabit sayıdır ve sistem hareketinin sonlu bir sürede =0 doğrusuna ulaşmasını garanti etmektedir. GF işlemleri esnasında başka bir deyişle hat akımının aktif şekillendirilmesinde, akım ile n aynı fazda olması ve daha az harmonik bileşen içermesi istenmektedir. enetleme işleminde ilk olarak, hat akımı için bir referans değer hesaplanır. Bunun için gerilim denetleyicinin çıkışı şebeke nin bir örneği karşılaştırılmaktadır. Yükseltici tip dönüştürücü devresinde kayıpların düşük olması ve indüktansın yüksek dereceli harmonikleri filtrelemesinden ötürü, giriş ve çıkış güçleri eşit olacağından (P i =P O ) aşağıdaki bağıntıyı yazabiliriz. * ( m I m O ) = (7) R Y I = I m sin wt (8) Eşitlik (7) de I m ifadesi elde edilip, eşitlik (8) de yerine yazıldığı taktirde referans akım aşağıdaki gibi elde edilir. * O I = sinwt (9) R m Y Akım denetimi için kullanılan KM de belirlenen kayma yüzeyi, referans akım değeri ve indüktanstan geçen akım arasındaki hata olarak aşağıdaki gibi tanımlanmaktadır (abanovic v.d, 00). λ (6) * = = I I 0 (0) Mühendislik Bilimleri ergisi 008 4 (3) 53-60 56 Journal of Engineering ciences 008 4 (3) 53-60

Kontrol girişi u ise eşitlik () deki gibi seçilebilir (abanovic v.d, 00). u = (- sign()) () kontrol blokları ile birlikte matematiksel modele göre oluşturulan dc-dc dönüştürücü bloğu görülmektedir. onraki aşama ise, kayma yüzeyine erişim sağlanmasının ardından sistemi bu yüzey üzerinde tutmayı sağlayacak eşdeğer kontrol girişi u esd nin belirlenmesi işlemidir. Buna göre, u esd u d = 0 = () şeklindedir. Eşitlik () sisteme uygulandığı taktirde, * * = d d(i I ) di = = + ( u esd ) 0 (3) u esd *.di = ( + ) (4) Şekil 5. GF işlemi için oluşturulmuş MATAB/imulink blokları. olarak elde edilir. kayma fonksiyonu ve u kontrol girişine bağlı olarak kayma mod denetiminin gerçekleşebilmesi için, 0 u esd şartı sağlanmalıdır. 4. BENZETİM ÇAIŞMAI Şekil 6. Gerilim ve akım denetimi için oluşturulan bloklar. Bu çalışmada, tasarlanan kontrol algoritmasının dayanıklılığını test etmek için devreye farklı değerlerde hat gerilimleri, çıkış gerilimleri ve farklı büyüklüklerde yükler uygulanmaktadır. Tablo de benzetimlerde kullanılan yükseltici tip dönüştürücü devresinin parametreleri verilmiştir. Tablo. Yükseltici Tip önüştürücünün evre Parametreleri. Parametre eğeri 4 mh 00 µf R Y 00 Ω R Y kω s 00-40 rms 3-450 dc o Yukarıdaki parametreler tespit edilirken pratikte kullanılabilirliğe uygun olması göz önünde bulundurulmuştur. evrede kullanılan kondansatör yük değişimlerini karşılayabilecek kadar yeterince büyük değerde seçilmiştir. Aşağıdaki şekillerde yapılan benzetim çalışmasının MATAB/imulink blokları verilmiştir. Şekil 5-7 de güç faktörü düzeltimi için MATAB/imulink ortamında oluşturulan gerilim ve akım denetimi sağlayan Şekil 7. Güç devresinin matematiksel modele göre oluşturulmuş MATAB/imulink modeli. Şekil 8 de farklı referans çıkış gerilimlerine karşılık dc-dc dönüştürücünün cevap karakteristiği verilmiştir. Şekle dikkat edildiğinde, dönüştürücünün çıkış referans değerlerine hızlı bir şekilde erişmektedir. Çıkış nde görülen aşmalar gerilim denetiminde kullanılan PI denetleyicinin parametrelerinin ayarlanması ile azaltılabilir. Mühendislik Bilimleri ergisi 008 4 (3) 53-60 57 Journal of Engineering ciences 008 4 (3) 53-60

Şekil de başlangıçta kω olan yük direncinin /5 oranında azaltılması sonucu çıkış nin davranışı görülmektedir. Çıkış ndeki dalgalanmanın artması, yükün değişimi sonucunda yük akımının artmasından kaynaklanmaktadır. Şekil de ise yük değişimi esnasında 4.95-5.sn lik zaman aralığı için indüktans akımının değişimi verilmiştir. Şekil 8. eğişken referans gerilim değerleri için dönüştürücünün çıkış. Şekil 9 da ise bu referans çıkış gerilimlerine karşılık, indüktans akımının davranışı incelenmiştir. Referans çıkış nin değişimleri esnasında akımdaki anlık sıçramalar kondansatörün üzerinde tuttuğu o andaki gerilim miktarına bağlıdır. Bir önceki referans nden daha yüksek bir referans uygulandığında, kondansatörün ilk andaki çekeceği darbe akımları bu sıçramayı oluşturmaktadır. Şekil 0. Hat ile hat akımının dalga şekilleri. Şekil 9. eğişken çıkış referans değerleri için hat akımının değişimi. Şekil 0 da -.05sn lik zaman aralığında dönüştürücü giriş nin /0 ölçekli örneği ile indüktans akımının dalga şekilleri verilmiştir. oğrultulmuş gerilim ile hat akımı arasında faz farkı olmadığının daha iyi görülebilmesi için giriş /0 oranında küçültülmüştür. Şekle dikkat edildiğinde, gerilim ve akım aynı fazdadır ve GF değeri yaklaşık değerindedir. Benzetim çalışmasında yük direncinin değişimlerine karşılık sistemin davranışı da incelenmiştir. Şekil. Yük değişimi altında çıkış. Bu çalışmada, çıkış nin referans değerleri ve yük değişiminin yanı sıra, hat ndeki değişimlere karşılık hat akımın ve çıkış nin cevap karakteristikleri de incelenmiştir. Şekil 3 ve Şekil 4 te giriş hat ndeki +/-30 luk değişimlere karşılık çıkış ni ve hat akımını nasıl etkilediği gösterilmiştir. Bu amaçla, t=3sn de hat 3 dan 80 a azaltılmış, t=6 da ise 80 dan 340 a yükseltilmiştir ve son olarak ta t=9sn de 340 tan 3 a azaltılmıştır. alga şekillerine dikkat edilirse, indüktans akımında bir faz farkı veya sinüzoidal formdan uzaklaşma söz konusu değildir. Mühendislik Bilimleri ergisi 008 4 (3) 53-60 58 Journal of Engineering ciences 008 4 (3) 53-60

0 8 6 4 0 Akım(A) 8 6 4 0 4.95 5 5.05 5. 5.5 5. Zaman(sn) Şekil. Yük değişimi altında hat akımı. Şekil 5. İndüktans akımı ile referans akım dalga şekilleri. 0.0 0.005 0-0.005-0.0-0.05-0.0 Şekil 3. Hat ndeki değişimler altında çıkış. -0.05 0.75 0.75 0.754 0.756 0.758 0.76 0.76 0.764 0.766 0.768 0.77 Zaman(sn) Şekil 6. İndüktans akımı ile referans akım arasındaki hata değişimi (). Şekil 7 de ise GF devresinin şebekeden çektiği akımın bir periyot için dalga şekli ve harmonik bileşenleri görülmektedir. Şekilde akımın harmonik profilinin yanı sıra 5. harmonik derecesine kadar tek sayılı ve çift sayılı harmonik bileşenlerin sayısal değerleri de ayrıca verilmiştir. Bu dalga şekli için toplam harmonik bozulma %.88 olup güç faktörü 0.99 değerindedir. Şekil 4. Hat ndeki değişimler altında hat akımı. Şekil 5 te, referans indüktans akımı ile devrenin indüktans akımının değişimi görülmektedir. İndüktans akımı, referans akım değerini başarılı bir şekilde takip etmektedir. Şekil 6 da ise, aynı zaman aralığında akım referansı ile gerçek değeri arasındaki hatanın değişimi veya başka bir deyişle gösterilmiştir. Şekil 7. Hat akımı ve harmonik bileşenleri. Mühendislik Bilimleri ergisi 008 4 (3) 53-60 59 Journal of Engineering ciences 008 4 (3) 53-60

5. ONUÇ Bu çalışmada, şebekeden çekilen akımın aktif şekillendirmesini gerçekleştiren ve regüleli dc çıkış sağlayan bir güç faktörü düzeltme devresi tanıtılmıştır. Bu devrede akım denetimi için bir kayma mod denetleyici tasarlanarak; hat, referans çıkış ve yük değişimlerine karşılık devrenin dayanıklılığı artırılmıştır. Yapılan benzetim çalışmalarından, giriş akımının referans değerini yüksek doğrulukla takip ettiği görülmüştür. evredeki indüktans değerine bağlı olarak akımın sıfır-geçiş noktalarındaki bozulmalar minimum seviyeye indirilmiş ve birim güç faktörlü giriş akımı elde edilmiştir. evre aynı zamanda sabit dc gerilimden regüleli değişken dc gerilim sağlamaktadır. Güç faktörü düzeltme devresinin sayısal işaret işlemci ile uygulamasının gerçekleştirilmesi için çalışmalar devam etmektedir. Güç faktörü düzeltmeli ve değişken dc gerilim sağlanılacak bu devre ile evirici beslenilmesi amaçlanmaktadır. eğişken genlik ve değişken frekanslı ac gerilim üreten klasik evirici devreleri şebekeden sinüzoidal formdan uzak ve harmonikli akım çekmektedirler. Evirici devrelerinin giriş katına bu şekildeki bir güç faktörü düzeltme devresinin yerleştirilmesi ile şebekeden sinüzoidal formda, giriş ile aynı fazda ve nispeten çok daha az harmonik içeren akımlar çekilecektir. 6. KAYNAKAR hen, Z., Raymond, B.R. and Fred,.. 990. esign Analysis of a Hysteresis Boost Power Factor orrection ircuit. Power Electronics pecialists onference PE '90 Record- st Annual IEEE, -4 June 990. 800-807. how, M.H., ee, Y.. and Tse,.K. 998. ingle tage ingle-witch Isolated PF Regulator with Unity Power Factor, Fast Transient Response and ow oltage tress. IEEE PE 998. 4-48. Kaewarsa,., Prapanauarant,. and Yangyuen, U. 004. An Improved Zero-oltage-Transition Technique in A ingle-phase Power Factor orrection ircuit. ingapore POWERON, -4 November 004, ingapore. 678-683. ee, Y.. and iu, K.W. 996. ingle-witch Fast- Response witching Regulators With Unity Power Factor. IEEE APE 996, 79-796. i,. and Ruan, X. 004. A High Efficient Boost onverter With Power Factor orrection. 35th Annual IEEE Power Electronics pecialists onference, Aachen Germany. 653-657. in, J.., Jen,.H., and Yeh, I.. 004. A Novel ZZT oft-witching ingle-tage High Power Factor orrection onverter. The 004 IEEE Asia- Pasific onference on ircuits and ystems, ecember 6-9 004. 657-660. Mohan, N., Undeland, T.M. and Robbins, W.P. 995. Power Electronics: onverters, Applications and esign, John Wiley&ons, Inc. Rashid, M.H. 993. Power Electronics ircuits, evices and Applications. Prentice Hall, econd Edition. 30-33. Rossetto,., piazzi, G. and Tenti, P. 995. ontrol Techniques For Power Factor orrection onverters, Proc. Int. onf. Power Electronics and Motion ontrol, Warsaw-Poland. 30-38. abanovic, A., Jezernik, K. and abanovic, N. 00. liding Modes Applications in Power Electronics and Electrical rives, ariable tructure ystems- pringer. 3-5. Tuncer,. ve Tatar, Y. 000. Yükseltici Tip Bir önüştürücü evrede Güç Katsayısının Bulanık enetimle üzeltilmesi. TOK 000 Otomatik Kontrol Ulusal Toplantısı, Eylül 000. 77-8. Mühendislik Bilimleri ergisi 008 4 (3) 53-60 60 Journal of Engineering ciences 008 4 (3) 53-60