Rezonans alternatif akım girişli değişken frekans ve genlikte alternatif akım çıkışlı bir evirici tasarımı

Abstract

Bu çalışmada, değişken frekans ve genlikte çıkış gerilimine sahip bir evirici tasarlanmıştır. Verim arttırılması amacı ile sistem içinde kapasitif gerilim kilitlemeli yarım köprü seri rezonanslı bir kat bulunmaktadır. Devre çıkışında herhangi frekansta sabit genlikte gerilime sahip olabileceği gibi frekansa bağımlı olarak gerilimi de değişebilecek şekilde tasarlanmıştır. Bu sayede asenkron motor hız kontrolü da yapılabilmektedir. Asenkron motorun yol alma sırasında motor manyetik devresinin doymaması amacı ile U/foranı sabit tutulabilmekedir. Tezin ilk bölümünde kısaca bir anahtarlamalı güç kaynağından neler beklendiği özetlenmiş, tasarlanan devrenin genel yapısı kısaca verilmiştir. Tezin ikinci bölümünde klasik ve rezonanslı evirici yapıları anlatılmıştır. Eviricilerde gerilim ayarı ve harmoniklerin azaltılması anlatılmıştır. Bölüm 3, 4, 5 ve 6'da rezonanslı çeviriciler ayrıntılı olarak incelenmiştir. 7. Bölüm ise tasarlanan ve gerçeklenen devre ile ilgilidir.Bu bölümde devre katlan ve çelışmaları incelenmiştir. Sistem gerilim regülasyonu, Motorola fimasının rezonans prensibi ile çalışan anahtarlamalı güç kaynaklan için tasarladığı MC34066 tümdevresi ile kontrol edilen rezonanslı kat ile sağlanmaktadır. Çıkış frekansını ayarlayan yarım köprü evirici ise önceden programlanmış 2732 EPROM ve sürücü katı ile sürülmektedir. Harmoniklerin azaltılması için sinüs darbe genişlik modülasyonu uygulanmıştır. Anahtarlama anları Qbasic dilinde yazılmış bilgisayar programı yardımı ile belirlenmektedir. En son bölümde de devre ile ilgili deneyler gerçekleştirilmiş ve çeşitli dalga şekilleri sunulmuştur.In this study the design of a resonant alternating-current input, variable frequency and amplitude alternating-current output converter is given. A resonant stage is used to increase the efficiency of the whole system. A three phase push-pull half bridge inverter, is designed and built which has a variable frequency, fixed voltage output or variable frequency, variable voltage output to control the speed of an induction motor. In order to avoid saturation U/f ratio is kept constant. The first section gives a brief information about what is expected from a switch mode power supply. The main parts of designed circuit is explained briefly. In the second section, conventional and resonant inverter topologies are presented and compared. Voltage control and harmonics reduction methods are studied by using various pulse width modulation tecniques. In the 3th, 4th, 5th and 6th sections, the operational principles and various topologies of resonant mode converters are presented. In 7th section the design of a resonant alternating current input, variable frequency and amplitude alternating current output converter is explained in details. The resonant mode operation is achieved by Motorola's integrated circuit MC34066 which is designed for resonant switch mode power supplies. The voltage regulation of the system is controlled by this controller. The output is a push-pull half bridge three phase inverter which is controlled by a preprogrammed EPROM 2732 and a voltage controlled oscillator 8038. Sinus pulse width modulation is used for reducing the harmonics. Four independent power supplies are built for driving the power mosfets. The gating signals are automatically produced by the programme which is written in Qbasic language. Finally, some experiments are done on this network and voltage waveforms are presented.