4/01/2013 SAÜ. MÜH. FAK. ELK- ELN. MÜH. BÖL

4/01/2013
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 seri bağlı bir R,L yükü bağlanmıştır. Çıkışta yüke paralel serbest geçiş diyodu
bulunmaktadır. Tüm yarı iletkenler üzerindeki gerilim düşümleri ihmal edilmektedir. Yük
akımı düzgün ve tepe değeri 10A dir. Tristörlerin tetikleme açıları dengeli ve 90
derecedir. Gerekli eğrileri çizerek;
a) şebekenin bir fazından çekilen Pa aktif güç değeri nedir? (10 puan)
b) şebekenin bir fazına ilişkin Sa (görünür güç) değeri nedir? (10 puan)
c) bir tristöre ilişkin ortalama ve etkin akım değerleri nedir? (10 puan)
CEVAP 1)
a)
b)
Pa 
pi
1
(  10 * 220 2 sin(wt )) * dwt  247.58W
2   pi / 6
Sa  I a etkin * Va etkin 
c) IT ort 
1 pi 2
 10 dw * 220A  4.08 * 220  898.14VAr
2 2*pi / 3
1 pi
 10 * dwt  1.66A ; I T etkin 
2   pi / 6
1 pi 2
 10 * dwt  4.08A
2   pi / 6
SORU 2) Mevcut bir fazlı şebekemize direkt olarak bağlı bir fazlı AA kıyıcı çıkışına R=2 ohm
değerinde bir direnç bağlıdır. Tetiklemeler dengeli ve alfa=90 derece olarak yapıldığına göre,
gerekli eğrileri çizerek;
a) şebekenin bir fazından çekilen Pa aktif güç değeri nedir? (10 puan)
b) şebekenin bir fazına ilişkin Sa (görünür güç) değeri nedir? (10 puan)
c) bir tristöre ilişkin ortalama ve etkin akım değerleri nedir? (10 puan)
d) devrede kullanılan tristör BStN 35 tristörü olduğuna göre (bir tristör için) soğutucu için
gerekli güç
değerini bulunuz. (10 puan)
4/01/2013
Şekil 1
CEVAP 2)
a)
b)
Pa 
1 pi 220 2 sin(wt )
(
* 220 2 sin(wt )) * dwt  12100W
 
2
Sa  I a etkin * Va etkin 
c) IT ort 
1 pi 220 2 * sin(wt ) 2
) dw * 220A  7.07 * 220  17119VAr
 (
 pi / 2
2
1 pi 220 * 2
* sin(wt ) * dwt  24.8A ;

2 pi / 2
2
IT etkin 
1 pi
2
 (220 * 2 * sin(wt ) * 0.5) * dwt  55A
2 pi / 2
d)
Ptristör  US * ITort  ri * ( ITetkin )2
Ptristör  0.99 * 24.8  0.84 *103 * (55)2  27.09Watt
SORU 3) Şekil 1'de verilen devrede 100 V’luk bir aküden beslenen bir fazlı AA evirici
çıkışında L=3.2 mH ve R=1 ohm değerinde bir seri R-L yükü bağlıdır. Devredeki her
bir IGBT’ye paralel ters yönlü diyot bağlıdır. (Devredeki tüm yarı iletken dirençleri
ihmal edilecektir). IGBT 2, IGBT 1'den 60 derece sonra tetiklenmekte, IGBT 3, IGBT 4
den 60 derece sonra tetiklenmektedir. IGBT 1 i takiben IGBT 4, IGBT 2 yi takiben ise
IGBT 3 tetiklenmektedir.Yüke ilişkin ana harmonik, 50 Hz olarak planlanmıştır. Devre
sürekli hale geldikten sonra;
a) Kaynak akımının dalga şeklini çiziniz. (10 puan)
b) Kaynak akımını oluşturan tüm akımların (6 bölge) genel çözümlerini ayrı ayrı (akım
yönlerini de belirterek) yazınız. (10 puan)
c) Her bir akım denklemi içinde yer alan (toplam 6 adet) sabitlerin nasıl bulunacağını
anlatınız. (5 puan)
4/01/2013
d) Yük geriliminin etkin değerini bulunuz. (5 puan)
CEVAP 3)
Kaynak akımı 6 farklı akım bölgesinden meydana gelmiştir:
  L / R  3.2 msn
"T3D1" elemanlarından akan akım denklemi ve genel çözümü:
0L
di
 Ri
dt
(akım sola doğru)
i( t )  C1e  t / 
"D1D2" elemanlarından akan akım denklemi ve genel çözümü:
EL
di
 Ri
dt
(akım sola doğru)
i( t )  C 2 e t /   E / R
"T1T2" elemanlarından akan akım denklemi ve genel çözümü:
EL
di
 Ri
dt
(akım sağa doğru)
4/01/2013
i( t )  C3e
t / 
 E/R
"T2D4" elemanlarından akan akım denklemi ve genel çözümü:
0L
di
 Ri
dt
(akım sağa doğru)
i( t )  C 4 e  t / 
"D3D4" elemanlarından akan akım denklemi ve genel çözümü:
EL
di
 Ri
dt
(akım sağa doğru)
i( t )  C5e  t /   E / R
"T3T4" elemanlarından akan akım denklemi ve genel çözümü:
EL
di
 Ri
dt
(akım sola doğru)
i( t )  C6e  t /   E / R
c) 6 adet akım denklemindeki sabitleri; her bir akımın son değeri, bir sonraki akımın ilk değerine
eşitlenerek elde edilir.
d) VLetkin 
1 2pi / 3
2
 (100) dw  81.64V
 0