Yüksek Frekans Transformatörlü Çift Yönlü Da/Da Dönüştürücü Yardımı İle Batarya Şarj Sistemi Tasarımı


Tezin Türü: Yüksek Lisans

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

Tezin Onay Tarihi: 2019

Tezin Dili: Türkçe

Öğrenci: Oğuz Alkul

Danışman: ŞEVKİ DEMİRBAŞ

Özet:

Bataryalar; elektrikli araçlar, mikroşebekeler, kesintisiz güç kaynakları ve kablosuz elektrikli cihazlar gibi birçok alanda elektrik enerjisini depolamak amacıyla yaygın olarak kullanılmaktadır. Bataryaların gerek verimli, sağlıklı ve güvenilir bir şekilde çalışmalarının sağlanması, gerekse ömürlerinin artırılmasında şarj/deşarj kontrolü büyük önem taşımaktadır. Bu tezde batarya şarj sistemleri için güç elektroniği elemanlarından ve yüksek frekanslı transformatörden meydana gelen ve çift yönlü enerji akışı sağlayan bir DA/DA dönüştürücü tasarımı yapılmıştır. Gerçekleştirilen çalışmada üç giriş, üç çıkışlı transformatör kullanılmış olup, böylece farklı gerilim seviyelerinde kullanıma imkân sağlanmıştır. Tasarımı yapılan sistemin Matlab-Simulink programı yardımı ile benzetimi yapılarak, laboratuvar ortamında kurşun asit batarya ünitelerine uygulanmak suretiyle çalışması test edilmiştir. Kontrol birimi olarak PI kontrol ve Ziegler-Nichols parametre ayarlama yöntemi kullanılmıştır. Benzetim ve uygulama sonuçları gerçekleştirilen dönüştürücünün farklı gerilim aralıklarında her iki yönde de çalışmaya imkân verdiği ve farklı sayıda batarya üniteleri ile kullanılabileceğini göstermektedir. Ayrıca tek bir denetleyici yardımıyla batarya şarj/deşarj kontrolü yapılabilmektedir. Çalışmada galvanik yalıtım sağlayan yüksek frekanslı transformatör kullanıldığından transformatör boyut ve çıkış filtre boyutlarında küçülme ve toplam ağırlıkta azalma sağlanmıştır. Tasarımı yapılan dönüştürücü topolojisi, elektrikli araçlarda, mikroşebekelerde, kesintisiz güç kaynaklarında batarya şarj/deşarjında kullanılabileceği gibi fotovoltaik sistemler veya yakıt hücreleri gibi dağıtık üretim birimlerinin şebeke bağlantılarında da kullanılabilecektir