RF Kovukları ve RF Enerji Geri Kazanımı Projesi. Veli YILDIZ 30.06.2010

Benzer belgeler
KURANPORTÖR SİSTEMİ MEHMET ŞENLENMİŞ ELEKTRONİK BAŞ MÜHENDİSİ

Salim OĞUR. SPP Takımı Adına. SPP de RF Mühendisliği: Güç Kaynağı, İletim Hattı ve Dolaştırıcı

3. Bölüm. DA-DA Çevirici Devreler (DC Konvertörler) Doç. Dr. Ersan KABALCI AEK-207 GÜNEŞ ENERJİSİ İLE ELEKTRİK ÜRETİMİ

DENEY-4 RL DEVRE ANALİZİ. Alternatif akım altında seri RL devresinin analizi ve deneysel olarak incelenmesi.

EET-202 DEVRE ANALİZİ-II DENEY FÖYÜ OSİLOSKOP İLE PERİYOT, FREKANS VE GERİLİM ÖLÇME

Akreditasyon Sertifikası Eki (Sayfa 1/9) Akreditasyon Kapsamı

ADIYAMAN ÜNĠVERSĠTESĠ MÜHENDĠSLĠK FAKÜLTESĠ ELEKTRĠK-ELEKTRONĠK MÜHENDĠSLĠĞĠ BÖLÜMÜ DEVRE ANALĠZĠ LABORATUVARI-II DENEY RAPORU

ELEKTRİK DEVRELERİ-2 LABORATUVARI VIII. DENEY FÖYÜ

ADIYAMAN ÜNĠVERSĠTESĠ MÜHENDĠSLĠK FAKÜLTESĠ ELEKTRĠK-ELEKTRONĠK MÜHENDĠSLĠĞĠ BÖLÜMÜ DEVRE ANALĠZĠ LABORATUVARI-II DENEY RAPORU

Akreditasyon Sertifikası Eki (Sayfa 1/6) Akreditasyon Kapsamı

DENEY 3: DOĞRULTUCU DEVRELER Deneyin Amacı

EEM220 Temel Yarıiletken Elemanlar Çözümlü Örnek Sorular

DENEY TARİHİ RAPOR TESLİM TARİHİ NOT

Elektriksel-Fiziksel Özellikler... 2 Kullanım... 3 Uygulama Örnekleri... 7

Bölüm 5 DSB-SC ve SSB Modülatörleri

Elektrik Makinaları Laboratuvarı

GEBZE TEKNİK ÜNİVERSİTESİ

Doğrusal Hızlandırıcılar İle Düşük Enerjilerde Protonların ve İyonların Hızlandırılması. Veli Yıldız Mayıs 2012

ANKARA ÜNİVERSİTESİ GAMA MESLEK YÜKSEKOULU

FİLTRELİ KOMPANZASYON SİSTEMLERİ

TEK FAZLI DOĞRULTUCULAR

Doç. Dr. Sabri KAYA Erciyes Üni. Müh. Fak. Elektrik-Elektronik Müh. Bölümü. Ders içeriği

DENEY FÖYÜ 7: Seri ve Paralel Rezonans Devreleri

ADIYAMAN ÜNİVERSİTESİ MÜHENDİSLİK FAKÜLTESİ ELEKTRİK-ELEKTRONİK MÜHENDİSLİĞİ BÖLÜMÜ DEVRE ANALİZİ LABORATUVARI-II DENEY RAPORU

kdeney NO:1 OSİLASKOP VE MULTİMETRE İLE ÖLÇME 1) Osiloskop ile Periyot, Frekans ve Gerlim Ölçme

ANALOG HABERLEŞME A GRUBU İSİM: NUMARA

BÖLÜM 4 RADYO ALICILARI. 4.1 Süperheterodin Alıcı ANALOG HABERLEŞME

Akreditasyon Sertifikası Eki (Sayfa 1/18) Akreditasyon Kapsamı

ERCİYES ÜNİVERSİTESİ MÜHENDİSLİK FAKÜLTESİ ENERJİ SİSTEMLERİ MÜHENDİSLİĞİ BÖLÜMÜ RMAA LABORATUARI

5/21/2015. Transistörler

Karadeniz Teknik Üniversitesi Elektrik-Elektronik Mühendisliği Bölümü Elektronik Laboratuvarı I İŞLEMSEL YÜKSELTECİN TEMEL ÖZELLİKLERİ VE UYGULAMALARI

13. ÜNİTE ÖLÇÜ ALETLERİNİN DEVREYE BAĞLANMASI

5. ÜNİTE ÜÇ FAZLI ALTERNATİF AKIMLAR

DENEY 2: DİYOTLU KIRPICI, KENETLEME VE DOĞRULTMA DEVRELERİ

ELE 201L DEVRE ANALİZİ LABORATUVARI

ELEKTRİK DEVRELERİ-2 LABORATUVARI II. DENEY FÖYÜ

Doğrultucularda ve Eviricilerde Kullanılan Pasif Filtre Türlerinin İncelenmesi ve Karşılaştırılması

R 1 R 2 R L R 3 R 4. Şekil 1

dirençli Gerekli Donanım: AC güç kaynağı Osiloskop

ANALOG FİLTRELEME DENEYİ

Aşağıdaki formülden bulunabilir. S16-Kesiti S1=0,20 mm²,uzunluğu L1=50 m,özdirenci φ=1,1 olan krom-nikel telin direnci kaç ohm dur? R1=?

MIT 8.02, Bahar 2002 Ödev # 7 Çözümler

EEM220 Temel Yarıiletken Elemanlar Çözümlü Örnek Sorular

EET-202 DEVRE ANALİZİ-II DENEY FÖYÜ OSİLOSKOP İLE PERİYOT, FREKANS VE GERİLİM ÖLÇME

DENEY-6 THEVENİN TEOREMİNİN İNCELENMESİ MAKSİMUM GÜÇ TRANSFERİ

Antenler, Türleri ve Kullanım Yerleri

Bölüm 11 ALTERNATİF AKIM (AC) Copyright 2008 Pearson Education Inc., publishing as Pearson Addison-Wesley

DENEY 10: SERİ RLC DEVRESİNİN ANALİZİ VE REZONANS

B) TEMEL KONTROLLÜ GÜÇ ELEMANLARI

ADIYAMAN ÜNĠVERSĠTESĠ MÜHENDĠSLĠK FAKÜLTESĠ ELEKTRĠK-ELEKTRONĠK MÜHENDĠSLĠĞĠ BÖLÜMÜ DEVRE ANALĠZĠ LABORATUVARI-II DENEY RAPORU

Hızlandırıcı Fiziği-1. Veli YILDIZ (Veliko Dimov)

A. Sürüklenme hızı artar. B. Sürüklenme hızı azalır. C. Sürüklenme hızı değişmez. D. Yeterli bilgi yok.

DİYOTLU DALGA ŞEKİLLENDİRİCİLER

Devre çeşitleri Elektrik devreleri, devreden geçen akımın, alıcıdan geçmesine göre; açık devre,kapalı devre ve kısa devre olarak adlandırılır.

DENEY 7 DALGALI GERİLİM ÖLÇÜMLERİ - OSİLOSKOP

RC Osilatörler. Şekil Temel Osilatör Blok Diyagramı

Waveguide to coax adapter. Rectangular waveguide. Waveguide bends

YÜKSEK GERİLİM ENERJİ NAKİL HATLARI

Mekatronik Mühendisliği Lab1 (Elektrik-Elektronik) Seri ve Paralel RLC Devreleri

Yıldız Teknik Üniversitesi Elektronik ve Hab. Müh. Mikrodalga Lab. Deney No:6

8. VİDEO ÇIKIŞI 9. İşletim düğmeleri 10. GÜÇ göstergesi 11. PAL göstergesi 12. Kanal seçme anahtarı 13. VİDEO GİRİŞİ

DENEYİN AMACI: Bu deneyde MOS kuvvetlendiricilerden ortak kaynaklı ve ortak akaçlı devreler incelenecektir.

ELEKTRİK TESİSLERİ KOMPANZASYON

BİLGİSAYARLI KONTROL OPERASYONAL AMFLİKATÖRLER VE ÇEVİRİCİLER

MÜHENDİSLİK ve MİMARLIK FAKÜLTESİ BİLGİSAYAR MÜHENDİSLİĞİ BÖLÜMÜ ELEKTRONİK DEVRELER LABORATUVARI DENEY FÖYÜ 4

GARANTİ KARAKTERİSTİKLERİ LİSTESİ 132/15 kv, 80/100 MVA GÜÇ TRAFOSU TANIM İSTENEN ÖNERİLEN

3.5. Devre Parametreleri

EEM 202 DENEY 10. Tablo 10.1 Deney 10 da kullanılan devre elemanları ve malzeme listesi

+ 1. ) transfer edilir. Seri. Isı T h T c sıcaklık farkı nedeniyle üç direnç boyunca ( dirençler için Q ısı transfer miktarı aşağıdaki gibidir.

Optoelektronik Tümleşik Devreler HSarı 1

Hızlandırıcı Fiziği-1. Veli YILDIZ (Veliko Dimov)

TruHeat HF 1000 / 3000 / 5000 Serisi

1. Kristal Diyot 2. Zener Diyot 3. Tünel Diyot 4. Iºýk Yayan Diyot (Led) 5. Foto Diyot 6. Ayarlanabilir Kapasiteli Diyot (Varaktör - Varikap)

ANALOG HABERLEŞME (GM)

KARADENİZ TEKNİK ÜNİVERSİTESİ Mühendislik Fakültesi Elektrik-Elektronik Mühendisliği Bölümü ELK222 TEMEL ELEKTRİK LABORATUARI-II

Güvenliğinizi şansa bırakmayın! ANALOG VE DİJİTAL ÖLÇÜ ALETLERİ

Telkolink Kurumsal Bilgi Teknolojileri Çözümleri

3. İLETİM SİSTEMLERİNİN GÖSTERİLİMLERİ Şemalar

KOCAELİ ÜNİVERSİTESİ ELEKTRONİK VE HABERLEŞME MÜHENDİSLİĞİ ELEKTRONİK LAB 1 DERSİ İŞLEMSEL KUVVETLENDİRİCİ 1 DENEYİ. Amaç:

MANYETİK İNDÜKSİYON (ETKİLENME)

DENEY 14 Otomatik Lamba Parlaklığı Kontrol Devresi

SK 1200 Seviye Alarm Kontrolörü Montaj ve Kullanım Kitapçığı

DÜZCE ÜNİVERSİTESİ MÜHENDİSLİK FAKÜLTESİ ELEKTRİK ELEKTRONİK MÜHENDİSLİĞİ BÖLÜMÜ TEMEL HABERLEŞME SİSTEMLERİ TEORİK VE UYGULAMA LABORATUVARI 1.

ALTERNATİF AKIMIN TANIMI

4.1. Deneyin Amacı Zener diyotun I-V karakteristiğini çıkarmak, zener diyotun gerilim regülatörü olarak kullanılışını öğrenmek

TEK FAZLI VE ÜÇ FAZLI KONTROLSÜZ DOĞRULTUCULAR

BİLGİSAYAR AĞLARI VE İLETİŞİM

KISA MESAFE RADYO TELEMETRİ CİHAZLARI

ELEKTROMANYETİK DALGA TEORİSİ DERS - 5

ÜNİTE 3 KLASİK SORU VE CEVAPLARI (TEMEL ELEKTRONİK)

Bölüm 12 PWM Demodülatörleri

Direnç ALIŞTIRMALAR

ANALOG HABERLEŞME. Taşıyıcı işaretin genliği bilgi işaretine göre değiştirilirse genlik modülasyonu elde edilir.


DENEY 2: DĠYOTLU KIRPICI, KENETLEME VE DOĞRULTMA DEVRELERĠ


DENEY FÖYÜ 5: Diyotlu Doğrultma Devreleri

Register your product and get support at SDV6224/12. TR Kullanim talimatlari

SÜPER POZİSYON TEOREMİ

10- KISA DEVRE ARIZA AKIMLARININ HESAPLANMASI HESAPLAMA ÖRNEKLERĐ-(8)

Transkript:

RF Kovukları ve RF Enerji Geri Kazanımı Projesi Veli YILDIZ 30.06.2010

içerik RF kovukları SPS kovukları ve enerji akış şeması RF Enerji geri kazanımı projesi Yeni enerji akış şeması RF/DA dönüştürücüsü için seçenekler CWC (Siklotron Dalga Dönüştürücüsü) Doğrultucu Neler yaptık? Sonraki adımlar neler?

NOT Mavi arka plan Ara bilgi Beyaz arka plan Asıl konu Kullanılan bazı terimlerin Türkçe-İngilizce karşılıkları o o o o o o o Cavity: kovuk Traveling wave: ilerleyen dalga Standing wave: durgun dalga Bunch: bohça Coaxial cable: eşeksenli kablo Wave guide: dalga kılavuzu Coupler:bağlayıcı o o o o o o Transmission line: iletim hattı Rectifier: doğrultucu Capacitance: sığa Amplifier: yükseltici Circulator: yönlendirici Matching circuit:eşleyen devre

RF - Radyo Frekansı 30kHz 300GHz AM Radyo FM Radyo TV Mikrodalga Radar

RF Kovukları RF kovukları, parçacıkların enerjisinin değiştirildiği, bohça yapısının ve sürekliliğinin sağlandığı kısımdır.

RF Üreteci ve Enerjinin RF Kovuğuna Ulaştırılması

İlerleyen Dalga Kovuğu

SPS Kovuğa verilen RF enerjisinin %5 i kovuk duvarlarında ısıya dönüşüyor veya demete aktarılıyor. %95 i yük direncine (RL) gönderiliyor. Yük direncine iletilen ortalama RF gücü:379 kw, SPS: 4 Tane 202.5 MHz lik ilerleyen dalga kovuğu var. Toplamda ortalama 1500kW, yük dirençlerinde ısıya dönüşüyor ve soğutma sistemi ile tahliye ediliyor. Bir evin ortalama güç ihtiyacı : 1kW

SPS Kovukları

Boşa harcanan 1500kW geri kazanılabilir mi? İletim hattına yerleştirilen antenlerin her biri ile 1kW lık güç emip RF/DA dönüştürücü birimlere günder. RF/DA dönüştürücü birimlerden sonra doğru akımı topla. Doğru akımı tekrar alternatif akıma dönüştürüp: Elektrik şebekesine gönder RF üretecine gönder

Güç Emici Eşeksenli kablo Karakteristik empedans:50ω iç yarıçap: 100mm Dış yarıçap: 345mm Pin:500kW Pout=50kW (RL e) Bağlayıcıların geometrisi emilen gücün sabit kalması için değişik tasarlanmalı Her adımda eşeksenli kablonun dış çeperine yerleştirilmiş 10 anten var. Toplam 45 adım : 450 kw

RF-DC Dönüştürücüsü Çözüm 1: CWC Siklotron Dalga Dönüştürücüsü Olumlu 0.5-50kW güç %83 e kadar verim frekans bant genişliği:%5 Olumsuz Vout > 100kV Çalışabileceği frekans 0.5-5GHz 200 MHz için çok büyük bir alet gerekli

Çözüm 2: Doğrultucu (Rectifier) Kablosuz Enerji Transferi 1961 Kablosuz Enerji Transferi W. C. Brown 1964 W. C. Brown kablosuz enerji transferi ile çalışan helikopter gösterisi 1975 NASA kablosuz enerji transferi gösterisi Rectenna=anten+Doğrultucu DA/DA dönüştürücüleri

RF/DA dönüştürücü Taslağı Yönlendirici - Sistemdeki bir hata durumunda kovuğa enerji yansımasını engeler. Eşleyen Devre Maksimum enerji iletimini sağlar. Doğrultucu AA/DA dönüşümünü sağlar. DA çıkış fitresi Temiz bir doğru akımı garantiler.

Takip Edilecek Adımlar! Doğrultucuyu tasarla Empedansını belirle Empedans eşleme birimini tasarla Ölçüm yap Sonuca göre önceki adımları tekrarla

Kırmızı: Çıkış gerilimi Yeşil: Üreteç gerilimi Frekans:50Hz

Kırmızı: Çıkış gerilimi Yeşil: Üreteç gerilimi Frekans:50Hz

Üretecin frekansını yükseltelim ve çıkış gerilimini inceleyelim!

30kHz 100kHz

500kHz 1MHz

100MHz

Sorunlar Eklem sığası Ce Ciddi miktarda akım kaçırmakta Sabit değil: diyot üzerindeki ters gerilime bağlı olarak değişiyor. Lp indüktansı Sabit, Ce ile rezonansa girerse diyot yerine kısa devre elde ederiz. Diyot lineer devre elemanı değil Z = U / I Doğrultucunun empedansı devreye sağlanan güç ile değişiyor

Schottky diyotları : Eklem sığaları düşük. GaAs, GaN, SiC Rezonans doğrultucu devreleri: Ce ve Lp den birer devre elemanı olarak faydalan Devreyi belirli bir güce, frekansa, yük direncine göre ayarla. Simülasyonları yap (PSpice), En verimli ve empedansı en az değişen devreyi seç

Verim[%] RF/DA Verimi - Güç 100 98 96 94 92 90 88 86 84 82 80 0,00 50,00 100,00 150,00 200,00 250,00 300,00 350,00 Güç [W]

Z [Ω] Empedans - Güç 20 18 16 14 12 10 8 6 4 2 0 0,00 50,00 100,00 150,00 200,00 250,00 300,00 350,00 Güç [W]

Seri rezonans doğrultucu devresi

Takip Edilecek Adımlar! Doğrultucuyu tasarla Empedansını belirle Empedans eşleme birimini tasarla Ölçüm yap Sonuca göre önceki adımları tekrarla

Empedans Eşleme :karakteristik empedans :birim uzunluktaki indüktans :birim uzunluktaki sığa Eşeksenli kablo sonsuz uzunlukta olsa direnci kadar olur. Eşeksenli kablonun sonuna, empedansı olan bir devre elamanı veya devre bağlanırsa koaksiyal kabloda taşınan enerjinin tamamı iletilir. Farklı bir empedans değerine sahip devre bağlanırsa enerjinin birkısmı iletilir birkısmı geri yansır.

Yay üzerinde atmanın yansıması

Vür=10V =50Ω RL e ulaşabilecek en yüksek güç:0,25w RL (Ω) VRL (V) PRL (W) 10 1,66 0,1378 20 2,85 0,2031 30 3,74 0,2331 40 4,44 0,2464 50 5,00 0,2500 60 5,45 0,2475 70 5,82 0,2419 80 6,14 0,2356 90 6,41 0,2283 100 6,65 0,2211 200 7,98 0,1592 300 8,56 0,1221 0,3000 0,2500 0,2000 0,1500 0,1000 0,0500 0,0000 RL - RL e Ulaşan Güç 0 50 100 150 200 250 300 350

Z [Ω] Kullandığımız eşeksenli kablo 12-18Ω arası değişiyor. =50Ω, doğrultucunun empedansı 20 18 16 14 12 10 8 6 4 2 0 0,00 50,00 100,00 150,00 200,00 250,00 300,00 350,00 Güç [W]

λ/4 Dönüştürücüsü Dönüştürücünün uzunluğu tam olarak kullanılan kablodaki dalga boyunun çeyreği kadar olmalı!!!

Prototip

Ölçümler LINAC2 den alınan f=202.5hz lik yükseltici ile: 10 μs uzunluğunda 1 Hz frekansında sinyaller gönderdik. 0-400 W arası güç ile ölçümler yaptık

Tetikleyici Yükseltici RF üreteci Osiloskop

Sonuçlar

Sonraki Adımlar Su soğutmalı bir prototip üretip: Daha yüksek güçlerde ölçüm yamak, Hedef 1kW Sürekli dalga ile ölçüm yapmak, Yönlendirici seçip, sistemi bir bütün halinde denemek, DA birleştirme birimini tasarlamak, DA-RF dönüştürme birimini tasarlamak (gerekli ise)

Projede Emeği Geçenler Fritz Caspers Michael Betz Veli Yıldız (CERN) (Karlsruhe Üniversitesi) (Boğaziçi Üniversitesi)

Teşekkürler!!!