BÖÜM KONETE ÇAIŞMA. Bölümde AC beslemesinin emedansı ihmal edilerek genel doğrultucu devrelerinin temel karakteristikleri incelenmiştir. Bu bölümde ise besleme emedansının tesiri, beslemeden çekilen akım ve güç faktörü ve ters yönde güç akışı da ele alınacaktır. Aslında anlatılan devrelerin bazıları hem redresör hem de inverter olarak çalışabiliyordu. Dolayısıyla devreler için konverter terimini kullanmak daha doğrudur.. Overla (Çakışma Üst Üste Gelme). Bölümde bir diyottan (ya da tristör) diğerine akım transferinin (komütasyon) bir anda gerçekleştiği kabul edilmiştir. Pratikte ; besleme kaynağının direnç ve entüktansının dahil edilmesiyle akımın bir elemandan diğerine transferi belirli bir zaman alır. Transfer eden elemanın akımı exonansiyel olarak azalırken, diğerininki de aynı oranda artar. i i i D D D I AC beslemenin endüktif reaktansı, direncinden çok büyüktür. Bu sebele direnci ihmal Yük edilebilir. Bu reaktansın büyük bir kısmını trafonun kaak reaktansı oluşturur. AC devresi şekil. deki gibi bir kaynak ve seri bağlı bir reaktansla temsil edilebilir. Akım (a) γ γ γ ωt komütasyonunu izah için şekil. deki ~lı yarım dalga bağlantısı kullanılmıştır. Benzer şekilde bu anlatım diğer devrelere uygulanabilir. Şekil. (b) de dalga şekilleri görülmektedir. Overla Periyodu Komütasyon süresince (γ) hem akımı devreden I hem de devralan diyot iletimdedir. (γ) ya komütasyon açısı veya overla açısı denir. i i Şekil. ~lı yarım dalga doğrultucuda i overla (b) tufanuyaroglu@yahoo.co.uk - - www.uyaroglu.org
Komütasyon süresince yük akımı iletimdeki iki diyodun akımları tolamına eşittir. (Yük endüktif ve yük akımı sabit kabulü ile) bu anda yük gerilimi iletimde olan fazların gerilimleri alamasına eşittir. Overla ın (komütasyonun) tesiri ile alama değerde düşme olur. i i I D D Şekil. de görüldüğü gibi, komütasyon süresince iletimde olan D ve D i diyotları aracılığıyla bir i akımının aktığı düşünülebilir. Diyot gerilim D den D ye akım komütasyonu başlangıcı düşümleri ihmal edilirse ; - = di di + olur. dt dt Bu gerilim farkı hat gerilimine eşit - olduğundan değeri olu 0 zaman (t) Şekil. Overla süresince şartlar eşitlik : di = sinωtdt haline gelir. Đki tarafın integre edilmesinden ; i = cosωt + C ve t = 0 da i = 0 dan C = böylece ; ω (ω) i = ( cosωt) komütasyon bitiminde i = I ve ω t = γ ayrıca ω = X (kaynak ω reaktansı) olu ; I = ( cosγ ) X ya da I X cos γ = bulunur. Komütasyon süresince ~lı grubun iki fazı aslında fazlar arası kısa devreye maruz kalmıştır. Gerilimin alama değerini hesalamak için şekil. (b) deki dalga şekilleri incelenerek, dalganın γ süresince ve sonrasında oluşan iki arça altındaki alanlar kullanılabilir. 5 / 6 γ = sinθdθ + / ( / 6) + γ 0 msx sin cosφdφ 6 = ( + cosγ ) elde edilir. tufanuyaroglu@yahoo.co.uk - - www.uyaroglu.org
Overla ihmal edilirse (γ = 0), önceki bölüm ~lı yarım dalga devresinin aynı değerinde olur. Aynı formül di = ve I formülü kullanılarak da bulunabilir. dt Kontrollü -darbeli durum için (tristör kullanılarak) overla in etkisi şekil. de görüldüğü gibidir. Bu durumda : ν ν i I γ Akımdaki değişikliğe neden olan gerilim farkı θ = ωt ω Şekil. Kontrollü Darbeli Doğrultucuda Overla - = sin( ω t + ) ( ω t + ) sin = di dt i = t ω i = ve ω t = γ I I [ cos cos( ω + )] = cos ω [ cos ( γ + )] Kontrolsüz durumla ( = 0) karşılaştırıldığında γ daha kısadır ve komütasyon süresince akım lineer değişir. Ortalama gerilim ise ; 6 5 / = sinθdθ + / ( / 6) + + γ + γ msx = cos + cos( + γ ) sin cosφdφ 6 [ ] Değişik darbe sayılarına sahi doğrultucu devrelerine ait dalga şekilleri overla dahil edildiğinde şekil. deki gibi olur. Komütasyon diyodunun kullanıldığı şekil γ γ.5 deki devre için overla şartları incelenirse : I (a) (b) i Yük γ γ ν Şekil.5 Komütasyon diyotlu devre ve overla (c) (d) Şekil. Overlalı dalga şekilleri a) Darbeli kontrolsüz b) Kontrollü Darbeli c) 6 Darbeli kontrolsüz d) Kontrollü 6 Darbeli Besleme gerilimi şekilde görülen yönde ters çevrildiğinde bir i akımı komütasyon diyodu aracılığıyla akacaktır. sona erer. i = I olunca komütasyon I nin sabit kaldığı kabulü ile yük komütasyon şartlarını etkilemeyecektir. Böylece : tufanuyaroglu@yahoo.co.uk - - www.uyaroglu.org
ν di = = sinωt, ve = 0 dt i (t = 0) da = ( cosωt) I = ( cosγ ) i Burada diyot gerilim düşümleri ihmal edilmiştir. (Körü devreleri için dikkate alınmalıdır.) ω ω Şekil.5 deki komütasyon diyodunun iletim eriyodunun bitmesini mütaaki diğer tristör tetiklenecek ve yük akımı yine besleme üzerinden geçecektir. Akımın tristöre transferi esnasında (Şekil.6) yine bir overla süresi olacak ve bu esnada yük gerilimi efektif manada sıfır olacaktır. Bu sefer şebeke gerilimi yüke ozitif uygulandığından (tetikleme anında) daha kısa bir sürede overla (komütasyon) sona erecektir. Şebeke reaktansı çok büyükse overla süresi bir sonrakine kadar uzayabilir, mesela 6-darbeli devre için 60 o yi aşabilir. Devre bağlantılarına göre bu durum dikkate alınmalıdır. Uygulamada böyle bir olay az görülür. (Mesela DC motora düşük gerilimle yol verme esnasında). Güç Faktörü : i Alternatif akımla beslenen bir yükün güç faktörü PF = Ortalama Güç / rms I rms olarak tanımlanır. Eğer akım sinüsoidal ise güç faktörü bu durumda akım ile gerilim arasındaki faz farkının cosinüsüne eşit olur. Bu sebele PF = cosφ tarifi yanlıştır..bölümdeki kontrollü doğrultucuların dalga şekilleri incelenirse ; tetikleme gecikmesinin faz gerilimine nazaran besleme akımında gecikmeye sebe olduğu görülür. Akım harmonikleri de içerdiğinden.m.s değeri temel bileşenin.m.s değerinden daha büyük olur. Bu sebele cosφ ile hesalanan değer gerçek güç faktörü değerinden düşük olur. I Şekil.5 Yük Akımı komütasyon diyodundan tristöre aktarılırken Yük Normalde besleme gerilimi sinüsoidal kabul edilebilir. Dolayısıyla harmonik akımlar güç kaybına neden olmaz diyebiliriz. Bu durumda ; P = I rms rms cosφ burada indisi I rms temel bileşeni ifade eder. Sinüsoidal besleme gerilimi için güç faktörü PF = cosφ dir. I rms I rms ye giriş bozulma faktörü ; I rms cosφ e giriş delasman (yer değiştirme) faktörü denir. Yük akımının sürekli olduğu tam kontrollü bağlantıların da φ gecikme açısı ya eşittir. Diyot durumundaki akımla gerilimin aynı fazda olduğu durumda bile besleme akımında harmonik bileşenler varsa güç faktörü den daima düşük kalır.. Đnverter Çalışma : tufanuyaroglu@yahoo.co.uk - - www.uyaroglu.org
Đnverter çalışmayı izah için herhangi bir tam kontrollü devre kullanılabilir. Ancak burada -darbeli devre kullanılacaktır. Akım ın sabit olduğu kabulü ile tetikleme açısını küçük bir değerden 80 o ye kadar değiştirirsek şekil.7 b-f elde edilir. Tetikleme açısı 90 o ye kadar doğrultucu çalışma olur. 90 o de alama değer sıfırdır. 90 o den sonra alama T T T i gerilim negatif olu, dalga şekilleri doğrultucuya benzemekle beraber terstir. Şekil.7 a daki bağlantıda kullanılan DC makine ; konverter doğrultucu olarak (a) çalışırken, motor çalışmadadır. ν ν ν Yük gerilimi ters ν ν döndüğünde DC makine generatör olarak çalışır. Bu durumda konverter inverter 90 ο (b) (c) modunda çalışmaktadır. Akım yönü ters yöne ν (d) ν β (e) geçemeyeceğinden ve makine dönüş yönü aynı kalırsa, generatörün gerilim üretebilmesi için alan sargı bağlantıları ters çevrilmelidir. ν Bu çalışmada akım fazlardan akarken gerilim ters yönde β (f) γ δ Tristör komütasyonu için mevcut gerilim Şekil.7 (a) darbeli bağlantı ve DC makina (yük) (b) Doğrultucu çalışma (küçük ) (c) Doğrultucu çalışma (Bir miktar gerilim ani değeri negatif) (d) = 90 = 0 (e) Đnverter çalışma ( = negatif) (f) Đnverter çalışma ( β--> 0 limitine yaklaşırken) (g) Đnverter çalışma (overla etkisi dahil edilmiş) (g) olduğundan üretilen gücün de generatörden AC sisteme geri beslenmesi söz konusudur. Tristörlerde komütasyon olabilmesi için, konverter güçlü bir AC senkron şabekeye bağlı olmalıdır. Şebekeye geri verilin enerji, bağlı bulunan diğer yüklerce tüketilir. Akımın T tristöründen T ye transferinde komütasyonun olabilmesi için. faz geriliminin. faz geriliminden daha büyük olması gerekir. (, den daha az negatif) tufanuyaroglu@yahoo.co.uk - 5 - www.uyaroglu.org
= 80 o olduğunda = olacağından komütasyon gerçekleşemez. Dolayısıyla = 80 o limittir. Đnverter moda tetiklemenin yeri 80 o den ne kadar önce olduğuyla ölçülür.(öncelik açısı advance angle) ve şekil.7 e-f de görüldüğü gibi β ile gösterilir. Bu durumda β nın cinsinden ifadesi β = 80 o - dır. Bu formül darbe sayısı ne olursa olsun değişmez. Şekil.7 (g) de overla görülmektedir. Eğer iletimde olan fazların gerilimleri birbirine eşit olmadan önce komütasyon tamamlanmazsa yük (generatör) akımı sönmesi gereken tristörde kalacağından akımın diğer tristöre transferi mümkün olmaz. Bu sebele overla açısı γ, tetikleme öncelik açısı β dan az olmalıdır. Pratikte β açısı 0 a düşürülemez. Şekil.7 (g) de gösterilen δ açısı ; δ = β γ ya eşit olu sönüme giden tristörün komütasyon sonrası bloke durumunu kazanabilmesi için mevcut bulunan zamanı gösterir. δ açısına toarlanma açısı (recovery ya da extinction açısı) denir. e 5 o den az değildir. Tristör tetiklenme devreleri komütasyonunun tam olarak yaılabilmesini sağlamak için tetikleme darbesini yeterince önce başlatmalıdır. Đnverter çalışmayı daha detaylı inceleyebilmek için şekil -8 deki devre kullanılabilir. Generatör (DC makine) AC sistemi başlayan güç kaynağı olarak düşünülürse, gerilim referansını doğrultucuda olduğuna benzer şekilde ters çevirerek çizebiliriz. Şekil.7 (a) ile karşılaştırılırsa şekil.8 (a) daki DC makinenin armatür sargıları ters çevrilmiştir. erilen bir gerilim dönüş yönü fırçalarda değişmeyi ; makine, motor veya generatör olarak çalışsa da fırçalarda sadece akım yönü değişir. Şekilde ayrıca AC kaynak gerilim i i ig i ig ig T T T i ) (a) Generatör (5 / 6 β = sinθdθ + / ( / 6) β + γ β + γ β msx yönleri yıldız noktasına doğru yönlendirilerek AC sistemin gücü çektiği imajı verilmiştir. Şekil.8 (b) deki generatör dalga şekli.7 (g) dekinin inversi olmuştur. Dolayısıyla şekil.8 (b) deki β değeri ok yönünde arttırılacaktır. ( gösteriminin tersine) Generatör alama gerilimi dalga şeklinde hesalanırsa : sin cosφdφ 6 = cos [ cos β + ( β γ )] tufanuyaroglu@yahoo.co.uk - 6 - www.uyaroglu.org
ν β ν γ ν Generatör Gerilimi θ = ωt ig ig ig i Generatör Akımı i i Tristör Akımları i Tristör Gerilimi T = - T T δ (b) ristör gerilim düşümü dahil edilirse generatör gerilimi alama değerden ( ) bir tristör gerilim düşümü kadar fazla olacaktır. Generatör akımının sabit kaldığı kabulü ile tristör akımları şekildeki gibidir. Akımlar gerilimlerine göre ileri olduklarından güç AC sistemine akmaktadır ve AC sistem ileri güç faktörüne sahitir. Tristör gerilimi dalga şekli incelenirse, gerilim δ kadar ters uygulandığı görülür. Bu süre zarfında tristör yeniden bloke durumunu kazanır. tufanuyaroglu@yahoo.co.uk - 7 - www.uyaroglu.org
. egülasyon : egülasyon terimi bir donanımın yüklü haldeki karakteristiklerini tanımlamada kullanılır. Doğrultucu durumu için regülasyon; açık devre veya yüksüz duruma göre, yükün alama gerilimindeki düşmeyi ifade eder. Çıkış gerilimindeki düşüşe karşılık gelen üç ana sebe vardır ; - Diyot ve/veya tristörlerde gerilim düşümü - AC besleme kaynağı ve iletkenlerinin direnci - AC besleme kaynağı endüktansı Bu üç gerilim düşümü şekil.9 da görülen dirençlerle temsil edilebilir. I 0 Burada 0 ; açık devre gerilimi, ve mevcut yük gerilimidir. I nin sırf sabit DC olduğu kabulüyle, herhangi bir gerilim düşümü dirençlerle temsil edilebilir. Bu gerilim düşümlerinden ilk ikisi çoğu durum için sabit kabul edilebilir. Üçüncüsü olan kaynak endüktansının gerilim düşümü etkisi ise overla konusunda izah edilmişti. Şekil. kullanılarak hesalanan alama gerilim hesabında integral limitleri ; + dan 6ω ω ω cos I 5 + ya kadar olu, alama gerilim 6ω ω = idi. Görüldüğü gibi doğrultucu devresi ister kontrollü, ister ω kontrolsüz olsun her durumda düşümü şekil.9 da (, ) bu direnç ( ) konulmuştur. Şekil.9 Yüklü bir doğrultucu eşdeğer devresi I kadar bir gerilim düşümü mevcuttur. Bu gerilim ω değerli bir dirençle temsil edilebilir.diğer dirençlerin aksine güç kaybı oluşturmaz, sadece overla in tesirini izah için Overla in sebe olduğu gerilim düşümü; eğer overla in süresi bir sonraki komütasyona kadar sürerse, çok büyük değerlere ulaşabilir. Normal durumdaki overla model durumu olarak adlandırılırken üç elemanın maruz kaldığı uzun süreli overla a ise mode durumu denir. Đnverter çalışmada, overla sebebiyle gerilim düşümü yukarıdakine benzer şekilde hesalanabilir ; Yük tufanuyaroglu@yahoo.co.uk - 8 - www.uyaroglu.org
(5 / 6ω) β = + ωtdt / ω sin ( / 6ω) β I ω cos β + I = dir.5 P-Darbeli Konverter Đçin Eşitlikler : γ P Darbeli kontrollü bir doğrultucunun overla açısı cos γ nın da dahil edilmesiyle elde edilecek alama 0 θ = ωt ω 0 + γ φ = ωt ω gerilim ifadesi şekil.0 kullanılarak çıkarılabilir. + γ Şekil.0 P - darbeli doğrultucunun genel dalga formları ( / ) + = cosθdθ + / ( / ) + + γ + γ cos cosφdφ = sin + sin + tufanuyaroglu@yahoo.co.uk - 9 - www.uyaroglu.org ( + γ ) + cos sin( + γ ) cos sin = sin [ cos + cos( + γ )] (eleman gerilim düşümleri ihmal) = T β ve alama gerilimin ozitif olduğu düşüncesiyle inverter çalışmada ise : = sin [ cos β + cos( β γ )] dır. P-Darbeli doğrultucu ; I yük akımını beslerken besleme komütasyon reaktansı X (Ω/faz) sebebiyle meydana gelen gerilim düşümü şekil.0 kullanılarak çıkarılabilir. Zamanı baz alarak ve overla sebebiyle kaybolan alanı ( / ω) + ( / ω) cosωtdt I = sin cos / ( / ω) + ( / ω) = ω X I I olarak : X Bu denklem; açık devre alama gerilimi 0 cos - gerilim düşümü I yi temsil eden şekil. deki devreyi tarif etmektedir. (Elemanların ve gerçek dirençlerin gerilim düşümleri ihmal)
X / 0 cos Yük Şekil. Yüklü doğrultucu eşdeğer devresi Overla açısı γ ; yük akımı I, besleme gerilimi ve komütasyon reaktansı X arasındaki ilişki herhangi bir gecikme açısı için P- Darbeli doğrultucuda XI = sin cos [ cos ( + γ )] dır..6 Darbe Genişlik Modülatörü (P.W.M) Konverterleri ile Güç Faktörü Kontrolü : Şimdiye kadar anlatılan kontrollü doğrultucular ; AC beslemeden tabii komütasyona ve faz açısı tetikleme gecikmesi kontrolüne dayalı klasik tristör kullanan devrelerdi. Bu devrelerde AC besleme akımı hem gerilime göre geri, hem de harmonikler içeriyordu. Akımın nonsinüsoidal yaısı ve düşük güç faktörü elektrik üretim ve dağıtım kuruluşlarının güç sistemine çeşitli roblemler oluşturur. νs X IS is ν (b) T T δ νt νt i i S D D XIS T T Şekil. Bir fazlı körü, Gerilim kaynaklı PWM konverter (a) Devre (b) Fazör Diyagramı (Doğrultucu) (c) Fazör Diyagramı (inverter) νt νt (a) Yük veya Kaynak kaynaklı tabiri kullanılan büyük değerlikli kondansatör sebebiyledir. IS i i D D C Đster doğrultucu, isterse inverter çalışsın ; kontrollü bir doğrultucu, güç faktörü = ve sinüsoidal e yakın akım çekiyorsa idealdir. Böyle bir konverter hızlı anahtarlama elemanları ve P.W.M e dayalı kontrol stratejisi kullanılarak gerçekleştirilebilir. Eleman olarak güç transistorü, IGBT veya GTO kullanılabilir. Temel devre bağlantısı şekil. de görülmektedir. oltaj tufanuyaroglu@yahoo.co.uk - 0 - www.uyaroglu.org δ (c) S XIS
Kondansatör ; kısa süreli gerilim dalgalanmalarını önleyerek, sabit bir DC gerilim sağlar. Anahtarlama elemanına aralel ters yönde geçiren diyot bağlanmıştır. Şekil. (b) ve (c) AC devre fazör diyagramlarını göstermektedir. (PF= için) Dikkat edilirse > S dir. Đnverter çalışmada yük yerine D.C. kaynak bulunmalıdır. Şekil. (a) da görülen endüktans üzerindeki güç akışı fazör diyagramından, güç = I ve S S sin δ = XI S kullanılarak güç = S sinδ olarak bulunur. ( δ delasman veya yük X açısı) Eğer ; den geri ise güç akışı AC beslemeden konvertere doğrudur., den S S ileri ise tersi durum söz konusudur. Şekil. (b) ve (c) ; güç faktörünün bir olması hali için Đletimdeki Kollar Đletimdeki Elemanlar T T δ T D D T D D D T is D D δ D T D D T T T D ν T D ν ' nin temel bileşeni νs D D T D D D T D D D T T T D geçerlidir; geri veya ileri güç faktörü, δ sabit tutulurken gerilimin genliğini değiştirmekle elde edilebilir. Şekil. de, P.W.M konverterin çalışma rensibi görülmektedir. (Doğrultucu çalışma) Şekil. (a) ve (b) ye bakılırsa; transistörlere ON ve OFF sinyallaerini gönderecek kontrol mekanizması S yi referans alır, ancak "ON" Sinyali T T T T i i i i νt νt νt νt nin temel bileşeni ve S arasındaki ilişkiyi doğru sağlayabilmek için δ kadar faz gecikmesi söz konusudur. Devredeki kaasitör yeterince büyük olduğundan DC yük gerilimi olan sabit kabul edilebilir. Elemanların devreye alını çıkarılmaları nin ani değerinin ± veya 0 olduğu anlarda olur. S ile arasındaki gerilim farkı ani değer olarak ( di ye karşılık gelir. dt şebekenin endüktansı) Şekil. PWM konverter dalga şekilleri (Doğrultucu Modu) tufanuyaroglu@yahoo.co.uk - - www.uyaroglu.org
transistörlerin anahtarlama zamanları AC dalganın bir modülatör üçgen dalga ile karşılaştırılması ile elde edilir. Şekil. (a) da görülen P.W.M konverterinin kontrolünde; ve gibi seri çift olarak adlandırılan kollardan sadece birisi ON konumundadır. (diğer seri çift ve kolu) Hangi kolun devrede olduğuna bağlı olarak akım ya AC beslemeden kaasitöre akar; ya da konvertere göre AC girişi, kısa devre durumdadır. Şekil. deki dalga formları ve kolları arasındaki anahtarlamayla elde edilmiştir. Transistör bazına uygulanacak akım (IGBT ye gerilim) Eğer ana devredeki akım yönü uygunsa transistörü iletime geçirir, yoksa transistöre bağlı diyottan akım geçer. Akım taşıyan bir transistör söndürüldüğünde, akım, seri durumdaki iki koldan diğer yarısındaki diyoda aktarılır. (Eğer T ( T ) söndürülmüşse akım D ( D ) diyoduna transfer olur.) Seri koldaki iki transistör ( T ve T veya T ile T ) asla aynı anda iletimde olmamalıdır, yoksa DC yük uçlarındaki kaasitör kısa devre edilmiş olur. Şekil. incelendiğinde, AC besleme akımının sinüsoidale yakın ve besleme gerilimi ile aynı fazda olduğu görülür. Pratikte; elemanların anahtarlanmaları çok daha fazladır. Her yarı eriyotta daha fazla ON-OFF eriyotları bulunmasıyla AC dalga formu neredeyse tam sinüsoidal olur, çok küçük bir harmonik frekans salınımı vardır. Tiik olarak modülasyon frekansı birkaç khz dir. ( khz 50 Hz de 60 basamak) Đnverter çalışma modunda; (güç akışı DC taraftan AC tarafa) transistörlerin tetiklenmesi, besleme gerilimi S den δ kadar ileride referans alınacak kadar zaman sonra olmalıdır. Bu durumdaki nin temel bileşeni S den δ kadar önce gelir. (Şekil.) Dikkat edilirse ; AC besleme akımı i S, inverter modunda güç akışı ters yöne çevrildiğinden doğrultucu duruma göre 80 o faz farkı vardır. Şekil. deki PWM konverterin ana kullanım alanı değişken hızlı AC motorlardır. Güç faktörünün olması için konverter AC gerilimi nin AC besleme geriliminden daha büyük olması gerektiği gerçeği doğrultucu olarak DC yük geriliminin kontrolünü sınırlar. (Düşük değerli DC yük gerilimine izin verilmez.) tufanuyaroglu@yahoo.co.uk - - www.uyaroglu.org
ν ν ' nin temel bileşeni Doğrultucu çalışmayı başlatma νs is durumunda, bütün transistörler OFF durumunda ise, kaasitör AC geriliminin tee değerine kadar dolacaktır. Şekil. deki PWM konverter, δ doğrultucu olarak ek kararlı (stabil) değildir. Yeni sabit δ açısıyla çalışırken Đletimdeki Kol ekstradan bir yük akımı (güç) talebi Đletken Elemanlar "ON" Sinyali T T T D DT T T DT D T T T T D T T D T D T D D D T T T T D T T T D T D D T D olursa, bu kaasitör gerilimini düşürür. (Böylece yi de) δ nın verilen bir değeri için bu AC güçte azalma manasına T gelir. Kontrol sistemi, AC giriş gücüne Şekil. Đnverter modda PWM konverter dalga şekilleri karşılık DC yük akışını dengelemek için δ yı ayarlamalıdır. Đnverter çalışma için PWM konverter kararlıdır. Akımdaki bir artış ve kaasitör gerilimini arttırır. (e dolayısıyla AC gücü) Yine de kontrol sistemi otimum çalışma şartlarını devam ettirmek için δ yı ayarlamalıdır. (Ani değişimleri engellemek için) Birim güç faktörü ile (PF = ) sinüsoidale yakın akım çeken ve DC yük gerilimi kontrol edilebilen alternatif bir PWM doğrultucu şekil.5 de görülmektedir. Akım kaynaklı bu konverterde büyük değerlikli bir D endüktansı yükle seri bağlanmıştır. Bu endüktör kısa süreli eriyotlarla yük akımını sabit tutmaktadır. Devrede eleman olarak GTO kullanılmıştır. Ancak transistör kullanılacaksa devrede seri bir diyot, ters yönde gerilime maruz kalmayı önlemek için bulunmalıdır. Seçilen GTO tristörler ters yönde uygulanacak gerilime dayanabilecek tite olmalıdır. Aksi takdirde seri diyot kullanılabilir. D Şekil.5 de görülen devrenin kontrolü PWM ile yaılmaktadır. Elemanların νs is S C i T T Yük anahtarlanabilmesi için bir -C filtre devresi AC girişe bağlanmıştır. Bu filtrenin rezonans frekansı PWM konverterin T T modülasyon frekansının çok çok altında olması gerekir. Diyelim ki, T ve T Şekil.5 ~lı körü akım kaynaklı PWM konverter iletimde; Eğer dalga şeklinde bir sıfır eriyodu oluşturmak istiyorsak T i söndürmeli ve T ü iletime almalıyız. GTO nun kaısına akım uygulayarak T i söndürürüz. Böylece akımı sıfıra düşürürken DC hat endüktöründe tufanuyaroglu@yahoo.co.uk - - www.uyaroglu.org
di sebebiyle gerilim endüklenecektir. Bu gerilim T ün iletime alınmasını mümkün hale dt getirir. Böylece yük akımı T ve T kolu aracılığıyla akmaya başlar. AC besleme akımı ise kaasitör üzerinden akar. Sıfır eriyodunun bitiminde PWM, T GTO tristörünü tekrar iletime alır, böylece AC besleme gerilimi tekrar doğrultucuya uygulanmış olur. Şekil.5 deki PWM konverterin çalışmasını özetleyecek olursak yarı iletken eleman olarak diyot kullanılsaydı, AC besleme akımı kare dalga şeklinde olacaktı. PWM ve GTO kullanılmasıyla AC akım i, sinüsoidal ama harmonik içeren bir akım olmuştur. C filtresinin kullanılmasıyla bu harmonikler süzülerek AC şebekeden çekilen akımın sinüsoidale çok yakın olması sağlanmıştır. PWM dalgasının (üçgen dalga) modülasyon endeksinin kontrolü ile, DC yükün akım ve gerilimi kontrol edilebilir. Normal faz açısı gecikmesi kullanılabilir. Ayrıca bölüm. deki hususlar dahilinde PWM kullanılarak Đnverter çalışma elde edilebilir. Bu durumda güç akışı DC taraftan AC tarafadır. (DC kaynak kullanılmalıdır) PWM kontrollü konverterler mevzusu teoride kabul edilebilir, ancak ratikte stabilite, arıza ve geçici hal şartlarıyla ilgili roblemler meydana gelmektedir. Burada sadece nolu körü devresi için PWM anlatılmıştır ama büyük güç isteyen uygulamalarda ~lı körü devresi kullanılmalıdır. ~lı körü devresinde PWM, ~lı devrenin bir uzantısıdır. tufanuyaroglu@yahoo.co.uk - - www.uyaroglu.org