Sürekli mıknatıslı DC motor ile tahrik edilen sürekli mıknatıslı senkron generatörün çıkış geriliminin kontrolü
Voltage control of permanent magnet synchronous generator that excited by permanent magnet DC motor
Yazar: YASEMİN ÖNER
Danışman: YRD. DOÇ. DR. NUR BEKİROĞLU
Yıldız Teknik Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / Elektrik Mühendisliği Ana Bilim Dalı
Derece: Yüksek Lisans, 2009
Konu: Elektrik ve Elektronik Mühendisliği = Electrical and Electronics Engineering

Özet:
Sanayi ve enerji sektörü uygulamalarında son zamanlarda sürekli mıknatıslı DC motor-generatör (SMDC-SMSG) sisteminin kullanımı teknolojik gelişmelere ve mıknatıs maliyetlerindeki azalmaya paralel olarak artırmıştır. Bu sistemlerinin kontrol edilmesi ile generatörden yüke verilen gerilimin ve buna bağlı olarak gücün denetimi sağlanır.Bu çalışmada, SMDC-SMSG sisteminin Matlab/Simulink programında matematiksel olarak modellenmesi gerçekleştirilmiş, simülasyonu yapılmış ve alınan sonuçlar irdelenmiştir. Küçük güçlü sürekli mıknatıslı bir senkron generatör, sürekli mıknatıslı bir DC motor ile tahrik edilerek çıkış geriliminin kontrolü frekans dönüştürücü ile sağlanmıştır. Çalışmada yarım dalga kontrolsüz doğrultucu çıkışı SPWM invertere uygulanarak, inverter çıkışında 300V, 50Hz'lik bir yükün beslenmesi sağlanmıştır. Girişine LC filtre uygulanan omik-endüktif karakterli yük, uzay durum denklemleri ile modellenmiştir. LC filtre, sisteme inverter çıkışındaki gerilim dalgalanmalarını azaltmak için eklenmiştir.Simülasyon sonuçlarında yüke uygulanan gerilimin 300V, 50Hz'lik tam sinüzoaidal olarak elde edildiği görülmektedir. Ayrıca sistemde tam dalga kontrolsüz doğrultucu kullanılarak elde edilen simülasyon sonuçları yarım dalga kontrolsüz doğrultucu sonuçları ile karşılaştırıldığında tam dalga kontrolsüz doğrultucunun çıkış gerilimininde dalgalanmaların daha fazla olduğu görülmüştür. Ancak büyük güçlerde yarım dalga kontrolsüz doğrultucu gerek ekonomiklik ve gerekse işlevsel anlamda yetersiz kalacağından tam dalga kontrolsüz doğrultucunun kullanımı daha uygun olacaktır.

Abstract:
Nowadays, in the applications of industry and energy sector, usage of permanent magnet DC motor- permanent magnet synchronous generator systems (SMDC-SMSG) is increased parallel with technological improvements and decreasing the magnets cost. Control of the voltage from generator to load and control of the power can be provided with controlling the entire systems.In this study, the mathematical model and the simulation of SMDC-SMSG systems are realized and the results are analyzed. A low power permanent magnet synchronous generator is excited with a DC motor and control of the output voltage is provided with a frequency converter. Output of half-wave uncontrolled rectifier is applied to SPWM inverter, thus, a load (300V, 50Hz) is fed by output of inverter. An ohmic-inductive load with a LC filter is modeled with space state equations. LC filter is added to the system to decrease voltage ripples on the inverter output.In the simulation results, it would seem that voltage which is applied to load is full sinusoidal (300V, 50Hz). Furthermore, if it is compared to the simulation results which are obtained with using full-wave uncontrolled rectifier with the simulation results which are obtained by half-wave uncontrolled rectifier, it would seem that voltage ripples on the inverter output is much more in full-wave uncontrolled rectifier. However, in high power applications half-wave uncontrolled rectifier is not enough functional and economical so full-wave uncontrolled rectifier is more suitable.