Düşük gerilimli değişken akım çıkışlı invertör tasarımı ve uygulaması
Variable current with low voltage inverter designing and application
Yazar: EROL CAN
Danışman: YRD. DOÇ. DR. HASAN HÜSEYİN SAYAN
Gazi Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / Elektrik Eğitimi Ana Bilim Dalı
Derece: Doktora, 2016
Konu: Elektrik ve Elektronik Mühendisliği = Electrical and Electronics Engineering

Özet:
Bu tez çalışmasında, üç fazlı basamak sinüs darbe genişlik modülasyonu tarafından kontrol edilen, düşük gerilimli ve değişken akım çıkışlı evirici devresinin tasarımı ve uygulaması yapılmıştır. İlk olarak, invertör devresinin matematiksel modeli için gerekli matematiksel eşitlikler,  basamak sinüs darbe genişlik modülasyonuna göre hesaplandıktan sonra matris formuna çevrilmiştir. Daha sonra, Matlab Simulink'te invertör devresiyle rezistif (R), endüktif (L) yükler ve üç fazlı asenkron motor benzetimleri yapılmıştır. Uygulamada, devrenin yapımı için ulaşılması kolay mikroçipler PIC 16F877A ve PIC 18F4550'ler, güç devresi anahtarları olarak da mosfetler kullanılmıştır. Uygulama aşamasında invertör devresiyle, rezistif (R) - endüktif (L) yük deneyleri ve üç fazlı asenkron motor deneyleri yapılmıştır. Kullanılan PIC 16F877A, PIC 18F4550 kendi ailesinden gelen diğer düşük frekanslı PIC'lere oranla daha yüksek performans göstermiştir. Ayrıca,  PIC leri yalıtmak için sürücü devresi düşük maliyetle tasarlanmıştır. Benzetim ve deneysel çalışmalar da yükler üzerinde fazlar ve hatlar arası gerilimler kolaylıkla oluşturularak ölçü aletleriyle ölçülmüştür. IEEE tarafından 1992 yılında getirilen IEEE 519-1992 nolu standart ve IEC tarafından 1995 yılında getirilen IEC 100-3-2 gibi standartlar elektrik dağıtım şirketleri ve müşterileri için akım harmonik değeri % 5 in altında olmasını belirtmiştir. Yükler üzerinde oluşan gerilimler darbe genişlikleri şeklinde olduğundan, asenkron motorda ve diğer yüklerde oluşan akımların harmonikleri ölçülmüştür. Ölçüm sonuçlarına göre harmonik dağılımlarının kabul edilebilir seviye % 5 den daha düşük olduğu görüldü.

Abstract:
In this thesis, low voltage and variable current output with design and application of the inverter circuit controlled by the three-phase step-sinus pulse width modulation   was conducted. Firstly, mathematical equations were translated matrix form for new mathematical model after the inverter circuit needing mathematical equations was calculated according to step sinus the pulse width modulation. Then, simulation of inverter circuit with resistive (R), inductive (L) loads and three-phase asynchronous motors were performed at the Matlab Simulink. In implementation, Microchip PIC 16F877a and microchip PIC 18f4550 s which are easy to reach were used for the construction of the circuit. Power MOSFETs were used as switches of circuit. During the implementation stage, experimentations of the inverter circuit with resistive (R), inductive (L) loads and three-phase asynchronous motor were performed. Created line voltages and phases voltages were measured by measuring instruments in the results of simulation and experimental studies. Used PIC16F877A PIC 18f4550 showed higher performance than other PIC from their families which have low frequencies.  In addition, a driver circuit was designed for insulation of PICs at low cost. The IEEE Standard No. 519-1992 introduced  by IEEE  in 1992  and IEC 100-3-2  introduced by the IEC in 1995 stated  harmonic value of current    must be lower than 5% for electricity distribution companies and customers. Harmonics were   measured in currents of induction motor and other loads because formed voltages were pulse width form on loads. According to the measurement results harmonic distortions was observed as acceptable level which is lower than %5.