EVİRİCİ ÇIKIŞ TRANSFORMATÖRLERİNİN MODELLENMESİ VE ANALİZİ


Tezin Türü: Yüksek Lisans

Tezin Yürütüldüğü Kurum: Gazi Üniversitesi, Fen Bilimleri Enstitüsü, Türkiye

Tezin Onay Tarihi: 2010

Tezin Dili: Türkçe

Öğrenci: Selami BALCI

Danışman: İBRAHİM SEFA

Özet:

Kesintisiz güç kaynakları ile güneş ve rüzgâr enerjisi gibi yenilenebilir enerji kaynakları eviricilerinde, DA baranın yüklerden izole edilmesi ve/veya DA baranın şebeke gerilimi seviyesine getirilmesi gibi amaçlarla evirici transformatörleri kullanılmaktadır. Evirici transformatörleri yapısal özellikleri bakımından şebeke frekansında çalışan standart transformatörlerden giriş empedansı ve anahtarlama hataları sebebiyle oluşabilecek doyma etkisine önceden tedbir alınması gibi yönleriyle farklılık gösterirler. Bununla birlikte evirici transformatör tasarımı hem güç elektroniği hem de transformatör tasarım bilgilerini gerektiren karmaşık bir konu olup, transformatörün yüksek frekans davranışlarının da tasarımda dikkate alınması gerekir. Elektrik makinelerinin davranışlarının modellenebilmesini sağlayan ve sonlu elemanlar yöntemi ile analize olanak veren yazılımlar kullanıldığında nüve akı dağılımı, indüklenen gerilimler, nüve kayıpları, sargı indüktansları, sargı kayıpları, sargılarda oluşan kuvvetler gibi önemli tasarım parametreleri çok yüksek bir doğrulukla hesaplanabilmektedir. Böylece klasik tasarım yönteminin bir dezavantajı olan çok sayıda prototip üretimine gerek kalmamakta, değişik geometri ve nüve özelliklerindeki transformatörler hızlı bir şekilde analiz edilebilmektedir. Tasarım sürecinde, akı dağılımının tahmin edilmesi büyük ölçüde önem taşıdığından, paket yazılımlar ile görsel hale getirilmesi tasarımcıya öncelikle neleri inceleyeceği konusunda rehber olmaktadır. Akıların görselleştirilmesi, manyetik devrenin değişik bölgelerindeki kaçak ve faydalı akı dağılımını ortaya çıkarmakta, aynı zamanda nüvedeki manyetik doyum durumu hakkında da bilgi vermektedir. Bu çalışmada, klasik tasarımlı transformatör ile ayrık nüve tasarımlı transformatörün modellemesi yapılarak girişine şebeke ile modüle edilmiş sinüsoidal PWM uygulanmıştır. Hem klasik ve hem de ayrık nüveli modellerden elde edilen sonuçlar karşılaştırılmıştır. Bununla birlikte eviriciler için ayrık nüve geometrisi ile tasarlanan transformatör kullanıldığında, harmonikleri yok etmek için ayrıca filtre indüktörlerinin kullanılmasına gerek kalmadığı görülmüştür.