Yumuşak anahtarlamalı üç seviyeli eviricilerin incelenmesi

Abstract

YUMUŞAK ANAHTARLAMALI ÜÇ SEVİYELİ EVİRİCİLERİN İNCELENMESİ Hasan OKUMUŞ Elektrik Mühendisliği Anabilim Dalı Yüksek Lisans Tezi Tez Danışmanı: Prof. Dr. Hacı BODUR Malzeme teknolojisinde kaydedilen ilerlemelerle beraber güç elektroniği devrelerinin maliyet ve boyutları da iyileştirilmiş ve solid-state dönüştürücüler enerji sistemlerinin vazgeçilmez donanımları haline gelmiştir. Motor güçlerinin de çağa uygun olarak büyümesiyle yüksek güçlü sürücü sistemlerinin ihtiyacı artmış, bunun sonucu olarak da motor sürücüleri olarak kullanılan eviriciler geliştirilerek çok seviyeli evirici topolojisi geliştirilmiştir. Az sayıda devre elemanı kullanılarak oluşturulması, kontrol kolaylığı ve diğer bariz üstünlükleri olması sebebiyle de özelikle üç seviyeli eviriciler önemli bir alternatif haline gelmiştir. Güç elektroniği topolojilerinde güç yoğunluğunun arttırılması amacıyla yüksek anahtarlama frekansına sahip uygulamalar yaygınlaşmaktadır. Ancak frekansla orantılı olarak artan anahtarlama kayıpları, devre verimini düşürmektedir. Bu sebeple yumuşak anahtarlama teknikleri geliştirilmiş ve tüm topolojilere uygulanmaya başlanmıştır. Yumuşak anahtarlamalı üç seviyeli eviriciler, yakın bir tarihte gündeme gelmiş ve kısa süre içerisinde üzerinde oldukça önemli çalışmaların yapıldığı, uygulamalar için ideal topolojilerden birisi haline gelmektedir. İlave eleman ve kontrol zorluğuna sebep olmayan bastırma hücrelerinin geliştirilmesi sonucu, devre gücü ve frekansını etkin şekilde yükselten tasarımlar gerçekleştirilmektedir. Bu tez çalışmasında öncelikle çok seviyeli ve üç seviyeli eviriciler, yumuşak anahtarlama ve kontrol teknikleri hakkında bilgi verilmiş, ardından literatürde yer alan üç seviyeli xiii evirici topolojileri tanıtım amacıyla incelenmiş ve son olarak üç seviyeli ZVZCS bir eviricinin tam analizi verilerek PSIM simülasyonu yapılmıştır. Bu konunun seçilmesindeki amaç, motor kontrolü gibi endüstriyel uygulamaların yanı sıra, başta güneş enerjisi santralleri olmak üzere alternatif enerjili sistemlerde yaygın bir şekilde kullanımı olan eviricilerde yüksek verim ve frekanslarda çalışabilme olanağı sağlayan yumuşak anahtarlamalı üç seviyeli eviricilerin tanıtılmasıdır.