Aşağıdaki devrenin nasıl çalıştığını anlatabilecek birileri var mı?
(http://img179.imageshack.us/img179/6462/igbtrectifier.png)
Saygılarımla.
A ve B arasında indüktör var.
Çıkış katı zaten DC-AC çevirici, çıkış katınında sorun yoktur umarım?
Diyotlu doğrultucu çok harmonikli akım çektiği için, ve güç faktörü düşük olduğu için büyük güçlerde yerini artık IGBT li doğrultucuya bırakıyor.
Bu sistemin doğrultucu kısmı boost çevirgece benzer. Transistörlere uygulanan özel bir anahtarlama yöntemi ile bu doğrultucu girişten sinüse yakın bir akım çeker, harmonik sorunu kalmaz, cos(fi)=1 olur.
Doğrultucu kısmın boost çevirgeç karekteristiğinden dolayı DC link gerilimi 400Ãkök2 den daha yüksek olur (faz-faz rms gerilimi 400V kabul ettim).
xenix güzel açıklamış ben açıklamamı geri çektim :D
xenix arkadaşım, Transistörlere uygulanan özel anahtarlama yöntemini ve dalga şekilleri ile ilgili bilgileri nereden bulabilirim.
Saygılarımla.
(http://img179.imageshack.us/img179/6462/igbtrectifier.png)
Alıntı yapılan: "azimli"(Resim gizlendi görmek için tıklayın.)
bu devrenin girişindeki IGBT li doğrultucunun şebekeden temiz AC akım çektiğini biliyor ve güç katsayısının 1 civarında olduğunu duyuyorum.
bu tür igbt li 3 faz doğrultucusunun köprü diodla yapılanına göre tek avantajı bumu?
bu tür doğrultucu devrelerin şebeke tarafı haricinde devrenin sağ tarafına bir katkısıda oluyormu?
hangi akım veya değerlerden sonra bunların kullanımı daha çok kabul görüyor.bir sınır aralığı belirlenmişmi? pahalı bir yöntem olduğu kesin güç faktörü düzeltme haricinde bir avantaj söz konusumu?
IGBT doğrultucunun 3 avantajı var, ama çok büyük avantajlar bunlar:
1) Giriş akım harmoniği çok az.
2) Giriş güç faktörü 1 e çok yakın.
3) DC Kondansatördeki enerjiyi geri şebekeye basabilir (örneğin motor frenlerken).
Hangi güçten itirabaren kullanılmasının önerildiğine dair bir bilgi bulamadım. Bence bir kaç 100kW tan sonra kullanılmalı. Kullanılırsa:
ÂHarmonik akımlardan çıkan problemler çözülür (kompanzasyon kondansatörü patlaması, nötür iletkeni yanması vs.)
ÂReaktif güç sorunu kalmaz, kompanzasyon ihtiyacı azalır.
ÂZayıf şebekelerde gerilim düşümü azalır.
ÂBulunduğu bölgenin elektrik güç kalitesi artar.
xenix hocam,
benim anladığım igbt li doğrultmaç kullanımı sistemin tamamen 3 faz AC şebeke tarafına katkı ve fayda sağlıyor. bu tip bir doğrultmaçtan beslenen motor sürücü tarafına katkısı hiç olmuyor motor frenlenmesi noktasında ise zaten motor sürmek için oluşturulmuş H köprü düzeneklerinde motor frenlenmesi yaptıralabiliyor.
bu tip bir doğrultmaçla en az 100kW güçde dc bara gerilimide arttırılamaz değilmi bir önceki yazınızdan bu sonucu çıkartmamız hatalı olur.
sonuç;
bu tür bir doğrultmaç kullanımında fayda şebeke tarafınadır ve kompanzasyonu sağlama amaçlıdır.
xenix hocam,
o zaman sonuç itibariyle 100kW. altı güçlerde normal diotlu yapılan köprü tipi doğrultmaç kullanmaya devam.ve bu doğrultmacın önüne 3 faz ac hat fitresi kullanılması çok önemlidir diyebiliriz herhalde.
azimli hocam, 100kW konusunu araştıracağım, piyasada eğilim ne yönde, yönetmelikler ne diyor araştırayım.
Güç ne olursa olsun IGBT doğrultuculu bir sistemde DC bara gerilimi (Vfazfazrms)Ãkök(2) den fazla oluyor, anahtarlama özelliklerine göre 5V fazla da olabilir, 200-300V fazla da olabilir, çünkü bu doğrultucu aslında boost çevirgeç.
Diyotlu doğrultucuda motor frenleme esnasında DC bara gerilimi yükselir, ayrı bir IGBT ile deşarj direnci devreye alınarak DC bara gerilimi düşürülür ki kondansatör patlamasın. 7 li paket IGBT modüllerdeki transistörlerden biri bu amaç için. Eğer doğrultucu kısmında diyotlu doğrultucu değil de IGBT lki doğrultucu var ise deşarj direncine gerek kalmaz, şebekeye geri basılabilir enerji.
Bunlar haricinde dediğiniz gibi IGBT doğrultucunun invertör tarafına bir katkısı yok, sadece şebekeye katkısı var.
xenix,
konuyu güzel açıklamışsınız teşekkürler.konuyu gereksiz yere fazladan uzatmak niyetindede değilim.
yalnız bir noktayı tam anlayamadım.
şimdi biz normal silisyum diyotlu köprü tipi doğrultucu modül kullandığımızda ve ac 3 faz şebeke tarafının fazlar arası gerilimini 380V. sabit kabul edersek dc bara voltajı 380Xkök2 = 537,4V. oluyor burda aynı anda köprüdeki 3 doğrultmaç diyotu devrede olacağı içinde dc bara voltajı 537,4 - (0,7X3) = 535,3V. oluyor.
ama igbt li yapılan bir köprü tipi doğrultmaçda boost özelliği devreye giriyor ve dc bara gerilimi bu doğrultmacın kontrol özelliğine göre normal tipdekinden daha fazla 200-300 volt gibi artarak 735V. ..... 835V. arası yapılabiliyor demişsiniz.
burda böyle bir gerilim eldesiyle motor kontrol edilirse ne avantaj getirir.
sonuçda kontrol edilecek motor 3 fazlı bldc veya asenkron motor olacak ve bu motorların hızları frekans kontrollü olarak sağlanıyor.ve sargılarının gerilim aralığı imalatdan sabit ve belli.
igbt li doğrultmaçlarda bu boost özelliği yani dc bara voltajını arttırma özelliği motor kontrolünde bir fayda getiriyormu?
ama ben konuyu şu noktaya çekmek istiyorum;
birde 4 igbt li yapılan H köprü trafo kontrol devreleri var trafo gücü sabit olmak koşulu ile primer ve sekonder sargıları arası akım gerilim dönüşümü sağlayabiliyor ve verimi %95 üzerinde bir donanım.
burda trafonun primer sargısına 535V. yerine 750-850V. gibi bir gerilim verip kontrol etmenin avantajı çok fazla olur düşüncesindeyim.yoksa yanılıyormuyum?daha düşük akımlı bir güç devresiyle ve dc bara kondansatörleriyle iş kotarılabilir çünkü seçilen kondansatörlerin gerilimleri ikili olarak seri bağlı olmak koşulu ile 900-1000V. olacak ve hem doğrultucu hemde tarfaoyu süren igbt ler 1200V. gerilimli olacaklar iyi bir bara üzerinden dc bara voltajı 800V. civarı olsa bu elemanların kontrol edeceği akımlar düşecek hemde %30-40 civarında.
motor kontrolündeki katkılarını göremiyorum ama trafo kontrolünde olaylar böyle değilmidir aynı iki güç trafosu için primer sargı gerilimi yükseldiği oranda buna doğru orantılı olarak primer sargı akımı ve sargı kesiti diğerine göre düşer.
eğer böyle bir şey mümkün oluyorsa olay çok farklı bir noktaya taşınır hatta enerji tasarrufundan bile söz edilebilir.
xenix hocam,
bu noktayı da açıklayabilirseniz seviniriz.
Amac hem dogrultma yapmak hem de sebekeden sinus akim cekmek.
Boyle bir guzellik beraberinde kapasitor uclarinda yuksek voltaj olusumuna neden oluyor. Amac motor surucuye yuksek voltaj vermek değil. Bu isin dezavantaji.
Klasik dogrultma yapsaydin tek faz icin konussaydik pi/2 ve tek katlarinda darbeli akimlar cekecektin. Buna nasil engel olursun. Tek yolu var. Enduktansla akim cekip kapasitore pompalayacaksin. Bu da kapasitor voltajinin enduktansa girilen voltaji asmasi demek.
Bu doğrultucunun DC-Link yükseltme yeteneği var. Eğer avantaj sağlayacaksa kullanılabilir. Eğer bara indüktansı yeterince düşük ise 1200V IGBT leri 565V yerine 700-800V da kullanabiliriz, böylece dediğiniz gibi invertör gerilimi artar, invertör gücü artar.
Motor uygulamasında motorun anma gerilimini geçmiş oluruz, doğru olmaz. SMPS uygulamalarında işe yarayabilir, daha yüksek güç alabiliriz aynı transistörlerden.
Bir de artık Türkiye'de faz-faz RMS gerilimi 400V oldu. Faz-Nötr ise 230V
(http://img6.imageshack.us/img6/8594/resiml.th.png) (http://img6.imageshack.us/i/resiml.png/)
3 faz köprü tipi diyotlu doğrultucu girişinde yalnızca ac kondansatör ve ferrit troid nüveden oluşan AC hat filtresi ni 2 aşamalı kullansak bu filtrenin güç faktörünü düzeltmeye etkisi ne kadar olur?Böyle bir filtre ile güç faktörü 1 değerine ne kadar yaklaşabilir.
Devre A ile B arasında kullanımda nasıl bir değişkenlik oluşur?Hangi devrenin kullanımı daha iyidir?
Bu filtre devrelerinde bir eksiklik varmı? Güç faktörünü düzeltme açısından ne ilave edilse daha iyisi yapılabilir?
NOT: devrenin sağ dc çıkış tarafından H köprü bir sürücü üzerinden
trafo,dc motor,ac indüksiyon motor veya bldc motor hız-yön
kontrolü yapılacaktır.
Devrelerden birisinde faz-faz 4. derece filtreleme yapılmış, diğerinde faz-nötr. İkisi de aynı performansı verir bence.
Diyotlu doğrultucular endüktif yük. Girişe koyduğumuz LC filtre kapasitif özellik gösterirse diyotlu doğrultucunun endüftif akım ihtiyacının tamamını karşılar, güç faktörü 1 olur, ama sadece belli bir yük değeri için. Bu yük değerinin altında sistem kapasitif kalır, üstünde ise endüktif. Çünkü LC filtrenin reaktif gücü sabit, diyotlu doğrultucununki değişiyor DC taraftaki yüke göre.
Hatalı yazmışım. Diyotlu doğrultucular kondasatörün değerine göre ve doğrultucu ile kondansatör arasında endüktans kullanılma durumuna göre kapasitif, veya endüktif yük gibi davranabiliyorlar. Simulasyonlar yapılıp incelenmeli, kesin bir şey söyleyemeyiz azimli hocam.
açıklamalarınız için teşekkürler.
son olarak çizimini yolladığım fitre devresini köprü tipi 3 faz doğrultmaç girişinde kullancağım.bu yöntemle belki güç katsayısını 1 e çok yaklaştırıp düzenleyemeyebilirim ama AC akım dalgalanmalarını ve salınımlarını azaltabilirim diye düşünüyorum bu filtre sayesinde şebekeden çok fazla darbeli-pik akım çekilmesini düşürürüm diye düşündüm.
burdaki indüktör sargılarından yönü ve şiddeti değişken ac akım geçtiğinden dolayı doyum olayı meydana gelmez onu biliyorum.
iki devre arasında kondansatör bağlantılarından dolayı fark olmaz ikiside aynı faydada çalışır demişsiniz bunuda anladım.
peki ben her faz için ayrı bir indüktör kullanmak yerine 3 faz sargısınıda tek bir indüktör üzerine aynı yönde sarıp kullansam avantajı olurmu?
burda amaç indüktör sayısından kazanmak değilde 3 faz sargısınında tek bir nüveye sarılması diğer yönteme göre nasıl bir sonuç verir daha faydalı olma durumu olabilirmi?
Akımlar dengeli olduğu için tek nüveye sarabilirsin. Ferit değil de demir çekirdekli reaktör kullanman daha doğru olur çünkü akım 50hz, değerini simulasyonlar yaparak bulmalısın, reaktör akımı yeterli değilse doyuma da girebilir, dikkat etmeli.
Sadece diyotlu doğrultucu ile DC kondansatör arasına bir tane reaktör koyarak ta simulasyon yapın. Darbeli akımları azaltmak için en ekonomik yöntem bence.
(http://edt.uow.edu.au/cv/papers/aupec93a/aupec93a_fig1.gif)
Ls ve Rs şebeke parametreleri.
xenix hocam,
bu tür sitemlerde tek faz-nötr veya 3 faz ac gerilim köprü tipi doğrultucudan hemen sonra kısa ve kalın baralı-yollu iletkenlerle dc link kondansatörleri ve motor sürücü H köprü modülü birbirine bağlanmalı diye biliyordum.
amaç en düşük bara endüktansı hedeflemekti.
köprü diyottan sonra konulacak hatta seri bir indüktör bu bara indüktansını yükseltip olumsuz yönde etkilemezmi?
bu bağlantı ile sürücü devrenin anlık ac akım-gerilim ihtiyacını dc link kondansatörleri karşılayabiliyor ama anlık dc akım-gerilim ihtiyacı seri indüktörden dolayı karşılanamaz gibi geldi bana.
siz konuya çok hakim birisiniz koyun derseniz ben o indüktörüde devreye kayarım.
ama incelemelerim doğrultusunda kesin bir bilgi olarak köprü doğrultucudan sonra bu tür devrelerde indüktör kullanılmaz ve PI filtresi yapımı uygulanmaz diye biliyordum.
mitsubishi nin,irf nin,semikronun ve benzer bu tür devre modülleri üreten firmaların uygulama not ve şemalarında hiç rastlamadım köprü diyottan sonraki indüktör kullanımına.
bu noktayı biraz açıklayabilirmisiniz.
ben bu indüktör kesin kullanılmaz diye notlarıma almıştım.hatta H köprü sürücü devre ile toprak arasına konulan akım ölçme direncinde bile çok düşük değerli direnç kullanımı gerekliliğini ve mümkünse bu işe özel düşük indüktanslı direnç kullanımı gerekliliğini büyük akımlı H köprü sürücülerde ise direnç değilde bir iletken bara üzerinden gerilim düşümünü ölçüp akım örneklemenin gerekliliğini not kayıtlarıma yazmıştım.
azimli hocam yanlışınız var, bu resmini gönderdiğim yapı çok sık kullanılır. Okulda güç elektroniği derslerinde de ilk olarak bu reaktörlü doğrultucunun analizlerini yapmıştık.
Düşük olması gereken endüktans DC kondansatör ile invertör asındaki endüktans. Bu şemadaki endüktans doğrultucu ile DC kondansatör arasında, sorun yok.
anladım düşük olması gereken bara indüktansı dc taraf için köprü diyottan hemen sonrası değilde dc link elektrolitik kondansatörlerinden sonrası oluyor.
benim burda bir bilgi eksiğim var demekki.onu telafi etmiş olduk sayenizde teşekkürler.
xenix hocam sac nüveli indüktör yapımı zor ve pahalı oluyor bu tür sistemlerde ac taraf için hep troid halka nüveli indüktörlerin kullanıldığını görüyorum bende bu tür ferrit nüvelerin 50Hz. den çok daha yüksek frekanslar için kullanıldığını biliyordum ama bakıyorum ferrit nüveli troid yapılarlada bu işler yapılabiliyor.demekki nüvesi özel bir metaryelde oluyor.
epcos ve ferroxcube web sitelerini inceliyorum şu anda bu bilgiye ulaşmak için.yani ac tarafta ferrit troid nüve metaryel ve boyutu seçimi için.
zaten gönderdiğiniz devrenin dc tarafı için indüktör mecburen ferrit troid nüveli kullanılacak değilmi?burda gerilim dc olduğu için frekans yok yalnızca ripple tipi küçük dc gerilim-akım salınımı var burda yanlışmı düşünüyorum?
Büyük güçlerde bu reaktörün kullanılması gerekir. Asla gerilimleri farklı olan iki voltaj kaynağını birbirine paralel bağlayamazsınız. Aynı şekilde akımları farklı olan iki akım kaynağını da seri bağlayamazsınız.
Burada kondansatörsüz diyotlu doğrultucu bir gerilim kaynağıdır, kondansatör de bir gerilim kaynağıdır, doğrudan paralel bağlayamayız, sonsuz akımlar akar idealde. Küçük devrelerde iç dirençler yüksek olduğundan sonsuz akımlar olmaz, önemsemeyiz. Ama güç arttıkça ESR ler, dirençler düşer, akımlar darbeleri çok artmaya başlar.
Gerilimleri farklı iki voltaj kaynağını paralel bağlamanın en iyi yolu indüktör ile bağlamaktır.
Ferit nüveli reaktörün indüktansı demir nüveye göre düşük olur. 50hz akımda ferit nüve kullanılması uygun değildir. Gürültü filtresi olarak kullanım ayrı bir mevzudur. Akım DC olsun, AC 50Hz olsun farketmez, demir çekirdekli nüve en ucuz çözüm olacaktır. Uygulamanda sana bir kaç mH reaktör gerekecek, bu akımda, bu değerde ferit reaktör devasa olur.
Reaktif güç kompanzasyonunda kullanılan detune reaktörler var, işinizi görebilir. Harmonik filtre reaktörleri de bulabilirsiniz hazır. Bunların hepsi de demir çekirdeklidir, çünkü akım 50hz, asla ferit kullanılmaz.
xenix hocam,
bu tür endüstriyel devrelerde hep halka nüveli indüktörlere rastladım onların sıf döküm bir demir olma ihtimali varmıdır?
ama bir yandanda şöyle düşünüyorum sırf demir bir kütle halka şeklindede kapalı alan olsada indüktör yapımı için kullanılmazki saç gibi manyetik alanın akması mümkün olmaz.
demekki onlar ferrrit türevi bir metaryelden oluşuyor. ama dediğiniz gibi belki ac hattan gelecek parazitleri önlemek içindir.
bazı uygulamalarda ac faf-faz arası veya faz nötr+toprak arası kondansatörleride bulunmuyor ama bazende bulunabiliyor.
bu nüve olayı kafamda bir şüphe oluşturdu bunu araştıracağım İstanbulda bu tür reaktörleri saran bir trafo firması var ona bu tür işleri yapıyorlarmış troid nüve sardıklarıda gözüküyor onlara bir döneceğim.
xenix hocam,
trafolu uygulamalarda kullanmayı düşündüğüm igbt li köprü tipi boost doğrultmaç devresi girişindeki ac hat tarafına konan indüktördemi saç-demir nüveli oluyor burdada ferrit malzeme kullanılamıyormu?
gerçi bu doğrultucunun kontrol devrelerini araştırıyorum eksiğim var ama herhalde burda igbt sürülme frekansları ferrit malzeme için uygun olsa gerek değilmi?
bildiğimiz trafo yapımında kullanılan bir tarafı silisyum kaplı olan sacları düşünün.
bu saclar ince bir şerit şeklinde kesilip iç çapı istenen çapda bir troid olacak şekilde dairesel sarıldığındada düşük frekanslı bir trafo yada indüktör sarmak mümkün oluyormuş.
hatta bu tip bir sarımda tarfonun manyetik-elektriksel gaus cinsinden kazancıda artıyormuş buda şu anlama geliyor aynı güce göre sipir sayısı ve nüve kesiti düşer
dez avantajı trafonun yada indüktörün nüvesinin soğutulması problem oluyor yağ dolu yada elektriksel yalıtkan ısı iletken yalıtım sıvılarında sonuçlar daha iyi oluyormuş.
bu tip bir sarımda frekansda rahat 1kHz. kullanılabiliyor.
yukarıdaki ilk büyük şekildeki gibi boost tipli çalışan ve pfc yi düzenleyip
güç faktörünü 1 civarında tutmayı amaçlayan ve bunu yaparken dc link gerilimini arttıran H köprü igbt li doğrultucu girişindeki indüktörün yapımında kullanılan metaryeli endüktans değerinden bağımsız olarak ne tipde kullansam daha mantıklı olur.
bununla ilgili deneme yapmak niyetindeyim ilk önce indüktör ve 6 lı igbt H köprüyü bağlayıp denemelere ufaktan-basitten sindire sindire ilerleyerek başlayacağım şema basit gibi dursada muallakta kalan nokta çok ama şimdiden belirli bir hedefi yakalarsam zamanla geliştiririm projeyi
şte tam bu noktada burdaki en soldaki boost indüktörlerini muhakkak ayrı ayrı olacak şekilde 3 tane kullanmalıyım tek bir nüve üzerinde 3 ayrı sagısı bulunan indüktör kullanamam değilmi?
diğer noktada bu indüktörlerin nüvesinde;
1- bildiğimiz trafo benzeri nüvesi sac indüktörmü,
2- bildiğimiz trafo saclı ama nüvesi troid-halka sarılmış yekpare saclı indüktörmü,
3- indüktörün nüvesini şok bobini yapımına uygun ferrit malzemelimi kullansam,
daha iyi olur burdaki bu amaç için kullanılacak indüktör çalışma frekansı yüksek olmalı değilmi ferritde olsa iş görür diyebilirmiyiz?
bobin olaylarını bütün devre modelleri için çözmüş bulunmakdayım bobin konusunda artık sorunum kalmadı
konuya ilgi gösterip yardımcı olan arkadaşlara teşekkür ederim
Alıntı yapılan: azimli - 19 Aralık 2009, 11:35:24
ama igbt li yapılan bir köprü tipi doğrultmaçda boost özelliği devreye giriyor ve dc bara gerilimi bu doğrultmacın kontrol özelliğine göre normal tipdekinden daha fazla 200-300 volt gibi artarak 735V. ..... 835V. arası yapılabiliyor.
Bunun 735V ... 835V olmasının bir formülü var mı nasıl oluyor? Boost devreye girinci neden 200-300V artış sağlanıyor ?