Düşük harmonikli ve yüksek güç faktörlü yüksek güçlü doğrultucunun gerçekleştirilmesi
Application of high power rectifiers with low harmonics and high power factor
Yazar: ÖZGÜN GİRGİN
Danışman: DOÇ. DR. AHMET FARUK BAKAN
Yıldız Teknik Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / Elektrik Mühendisliği Ana Bilim Dalı
Derece: Yüksek Lisans, 2013
Konu: Elektrik ve Elektronik Mühendisliği = Electrical and Electronics Engineering

Özet:
Güç elektroniği dönüştürücüleri arasında en çok kullanılan dönüştürücü türü olan doğrultucular, DC gerilim regülatörü, akümülatör şarjı, motor kontrolü, elektrolizle kaplama, kimyasal prosesler, dc ark fırınları vb gibi endüstriyel uygulamalarda yaygın olarak kullanılmaktadır. Doğal komütasyonlu dönüştürücüler grubuna giren doğrultucularda genellikle güç elemanı olarak tristörler kullanılmaktadır. Güç elemanları arasında gerilim ve akım dayanımı açısından en yüksek değerlere sahip olan tristörler, doğal komütasyonlu dönüştürücülerde ve özellikle yüksek güçlerde ekonomik ve dayanıklı olması nedeniyle diğer güç elemanları yerine tercih edilmektedir. Tristörlü doğrultucularda THDi değerinin azaltılması IEEE-519 ve IEC-61000-3-2 gibi uluslararası standartlara uygunluk ve enerji kalitesi açısından son derece önemlidir. Ancak doğrultucularda şebekeden çekilen akımların THDi değerleri oldukça yüksek olup, faz kontrol açısının artmasıyla da şebekeden çekilen reaktif güç artar.
Bu çalışmada, uluslararası standartlara uygunluk sağlayan doğrultucu sistemi üzerine araştırmalar yapılmıştır. Literatürdeki çalışmalar, teorik olarak incelenmiş, simülasyonları gerçekleştirilmiştir. Doğrultucuların farklı çalışma koşullarındaki karakteristikleri incelenmiştir.
Bu tezin uygulama kısmında, düşük harmonikli ve yüksek güç faktörlü, 110V / 400A değerlerinde, THDi ve güç faktörü açısından şebekeye olumsuz etkileri çok düşük olan tristörlü bir doğrultucu sistemi geliştirilmiştir. Geliştirilen doğrultucu özellikle akü şarj redresörü amacıyla kullanılarak, yazılım değişikliği ile kaplama redresörü, dc gerilim kaynağı vb. gibi uygulamalara da adapte edilebilecektir. Geliştirilen doğrultucunun THDi değeri %5?ten küçük ve güç faktörünün 0.95?ten büyüktür. Böylece uluslararası standartlara uygun ve enerji kalitesi yüksek bir tristörlü doğrultucu geliştirilmiştir.

Abstract:
Rectifiers, the most commonly used converter type among power electronics converters, are widely used for DC power supplies, battery chargers, motor control, electro-chemical process, dc arc furnaces, and many other applications. In the rectifier, which is known as line commutated converter, thyristors are preferred as semiconductor power switches. Thyristor has the highest current and voltage capacity between power semiconductor switches. In rectifiers, thyristors are preferred to the other semiconductor switches especially at high power levels due to their high reliability and relatively low costs. In rectifiers, reactive power increases with delay angle. Besides, total harmonic distortion of the input current (THDi) is very high. Decreasing THDi value is very important to comply with IEEE-519 standards and IEC-61000-3-2, and for energy quality issues.  
In this study, to conform to international standards, these standards were examined and were carried out on the rectifier system. Studies in the literature, rectifiers was analyzed theoretically and simulated. Rectifiers have examined the characteristics of the different working conditions. 
The application part of this thesis, a low harmonic and high power factor 110V/400A rectifier which has low THDi and good power factor was developed. The developed rectifier will be used for battery charging purposes, but also it could be adopted to the applications such as electroplating rectifiers, dc power source etc. by software modification. In the developed rectifier, THDi value will be lower than 5%, and power factor value will be higher than 0.95. At the end of the thesis, it is aimed to make contribution to literature and to the national technology on high power rectifiers.