6/01/2012 SAÜ. MÜH. FAK. ELK- ELN. MÜH. BÖL

6/01/2012
SAÜ. MÜH. FAK. ELK- ELN. MÜH. BÖL.
GÜÇ ELEKTRONİĞİ DEVRELERİ FİNAL SINAV SORULARI
SORU 1) Mevcut şebekemize direkt olarak bağlı 3 Fazlı Yarım Dalga Kontrollü doğrultucu
çıkışına bir doğru akım motoru bağlanmıştır. Motor sağa doğru dönerken, frenlenmesi için, alfa
açısı 120 dereceye getirilmektedir. Yük akımı sürekli ve 10 A olduğuna göre motorun
frenlenmesi esnasında; (not: devredeki dirençler ihmal edilecektir)
a) Şebekeye basılan P (toplam) aktif gücünün değerini, gerekli dalga şekillerini de
çizerek bulunuz.
b) Şebekeden çekilen toplam S2  P 2şebeke (aktif olmayan güç-non active power) değerini
bulunuz.
Motor uçları arasında serbest geçiş diyodu bulunmamaktadır.
(30 puan)
CEVAP 1)
Yük uçları arasındaki gerilim değişimi
a)
Pmotor 
1
(
2 / 3
270*pi / 180
 220
2 sin(wt )) *10 * dw  1286.5W
150*pi / 180
b)
I a etkin 
1
(
2
2*pi / 3
10 dw  5.77A
2
0
Motorun ürettiği aktif güç değerinin tümüyle şebekeye döndüğü (dirençler ihmal) kabul edilirse;
Pmotor  Pşebeke
S2  P 2 şebeke  (Va etkin * I a etkin ) 2  P 2 şebeke  (3 * 220 * 5.77) 2  1286.52  3585 VAr
6/01/2012
SORU 2) Mevcut bir fazlı şebekemize direkt olarak bağlı bir fazlı AA kıyıcı çıkışına XC=200
ohm değerinde bir kapasite bağlıdır. Tetiklemeler dengeli ve alfa=-30 derece olarak
yapıldığına göre, kapasitede depolanan aktif olmayan güç değerini hesaplayınız.
(30 puan)
CEVAP 2)
SC2  PC2  SC  VC * I C

0
VC 
IC 
1
[

1
[

/ 2

  / 6
(220 2 sin wt ) 2 dwt 
pi / 6
/ 2

pi / 6
(

(220 * 2 ) 2 dwt 
/ 2

 ( 220
2 sin wt ) 2 dwt  243.42V
  / 6
220 2

sin(wt  )) 2 dwt  1.18A
XC
2
SC  VC * I C  243.42 *1.18  287.23VAr
SORU 3) 100 V’luk bir aküden beslenen bir fazlı AA evirici çıkışında L=3.35 mH değerinde saf
bir endüktif yük bağlıdır. Devredeki her bir IGBT’ye paralel ters yönlü diyotlar bağlıdır.
(Devredeki tüm dirençler ihmal edilecektir). Devre sürekli hale geldikten sonra yük
akım ve geriliminin dalga şekillerini aynı eksene çizerek her bir alternans için;
a) yük akımının dalga denklemlerini bulunuz.
b) yük akımının etkin değerini hesaplayınız.
(40 puan)
6/01/2012
CEVAP 3)
DEVRENİN SİMULİNK BAĞLANTISI
YÜKE İLİŞKİN AKIM VE GERİLİM DALGA ŞEKİLLERİ
a) Devre saf endüktif olduğu için yük akımı ile gerilimi arasında 90 derece faz farkı olacaktır.
GTO1 ve GTO2 devrede
olduğunda pozitif alternans yüke taşınacak ve devre denklemi;
EL
akımı;
di( t )
E*t
i 
 C  i(T / 4)  0  C  150
dt
L
olacaktır. Bu durumda pozitif alternans için yük
6/01/2012
E*t
i( t ) 
 150
L
olacaktır.
Yük akımı gerilimin negatif alternansının ilk bölümünde (T/4 süresinde) D4,D3 ve E
üzerinden boşalacaktır. Akımda süreklilik olduğundan t=T/2 için akım değeri 150 A olmak
zorundadır (gerilimin pozitif alternansındaki akımın son değeri, gerilimin negatif alternans
başındaki değerine eşit olmak zorundadır).
D4 ve D3 diyotlarının devreye girdiği t anını başlangıç kabul edersek (T/2 anı);
L
di( t )
E*t
E 0i 
 C1  i(0)  150  C1  150
dt
L
olacağından, yük akımının iniş eğrisi;
i( t )  
E*t
 150
L
olacaktır.
b)
1
*2*
0.01
0.005

0
(
E*t
 150) 2 dt  86.81A
L
(Tam üçgen iki tane dik üçgenden meydana geldiği için,
simetrik alan
hesaplanıp
2
ile
çarpılarak
etkin
bulunmuştur.)
Pmotor 
1

  / 3

i yük( wt ) * v yük( wt ) *dwt 
/3
1

  / 3
10 * (220
/3
2 * sin wt ) *dwt  990.34
W
değer