Güç faktörü düzeltmeli doğrultucular ve simülasyonları

Abstract

Bu çalışmada; şebekeden sinüsoidal akım çeken bir fazlı doğrultucular tasarlanmıştır.Tasarlanan doğrultucular bir fazlı yükseltici tip doğrultucu, modifiyeli yükseltici tip doğrultucu,yarı köprü doğrultucu, çift yönlü güç aktarımlı yar köprü doğrultucu ve tam köprüdoğrultucudur. Tasarımlar Matlab/Simulink® programında gerçekleştirilmiş ve simüleedilmiştir.Simülasyonları yapılan doğrultucular iki tip kontrolör içermektedir. Birincisi çıkışgerilimini kontrol eden PI gerilim kontrolörü, ikincisi ise şebekeden çekilen akımı kontrol edenhisterezis veya PWM (darbe genişlik modülasyonu) kontrolörüdür. Simülasyonların sonuçlarıbeş tip doğrultucuda da makul performansa sahip olup, şebekeden çekilen akımdaki THD(toplam harmonik bozulma) oranı standartlara uygun çıkmıştır. Doğrultucuların DC çıkışgerilimi regüleli, şebekeden çektikleri akım ise ideal sinüse çok yakındır. Şebekeden çekilenakımın sinüsoidal olması ve gerilim ile aynı fazda olması güç faktörünü de yükseltmiştir.Doğrultucuların eşit ağır yük ve hafif yükler altındaki performansları incelenmiştir.Verilen referansa oturma süreleri, şebekeden çektikleri akımdaki THD oranları ve DC çıkışgerilimindeki değişimler karşılaştırılmıştır.Anahtar Kelimeler: Bir fazlı doğrultucular, Güç faktörü düzeltimi, Şebekeden sinüsoidal akımçeken doğrultucular.

In this study; single phase rectifiers, which draw sinusoidal current from the grid, aredesigned and evaluated. The rectifiers that are studied include rectifiers single phase boost typerectifier, modified boost type rectifier, semi-bridge rectifier, bi-directional semi-bridge rectifierand full bridge rectifier. The rectifiers have been designed and simulated in Matlab/Simulinkenvironment.Each simulated rectifier unit has two control mechanisms. The first controller is a linearPI controller which regulates output voltage. The second one is hysteresis controller or PWMcontroller that shapes the input current drown from the grid. Simulation results show that all thefive type rectifiers have satisfactory performance. Total harmonic distortion (THD) levels in thegrid current are in the acceptable range defined in the harmonic standards. The current which isdrown from the grid is sinusoidal in shape and in almost same phase with voltage, thus thepower factor of the rectifier is close to unity.All the rectifiers have been simulated with the same heavy and light load conditions,and their performance have been observed and evaluated. Settling time for a given referencevalue, THD rates in the grid current, and rectifier output voltage waveforms of each designedsystem have been compared.