Mikrodenetleyici kontrollü redresör tasarım ve gerçeklenmesi

Abstract

Bu çalışmada, bir mikrodenetleyici ile üç fazlı tam dalga, tristörlü doğrultucu (redresör)kontrolü yapılması amaçlanmıştır. Analog sistemlerde kullanılan devre ve potansiyometrelersarsıntı, sıcaklık, nem gibi dış etkenlerden kolayca etkilenmektedir. Analog devrelerdekimalzemelerin çokluğu, kart maliyetleri ve işçilik sürelerinin artmasına neden olmakta, test vearıza bulmada bir takım zorluklar ortaya çıkarmaktadır. Analog devrelerde, sistemde yapılacakbir değişiklik için çoğu zaman potansiyometrelerin ayarlanması veya malzeme değişikliğinegidilmesi gerekmektedir. Sayısal sistemlerde ise, malzeme değişikliği yada potansiyometreayarı gerekmeksizin bu değişiklikler yapılabilmektedir Analog sistemlerde yaşanan zorluklar,analog sistemden, sayısal sisteme geçmeyi gerekli kılmaktadır.Mikrodenetleyici ile üç fazlı tam dalga, tristörlü doğrultucu kontrolü yapılırken kapalıçevrim bir kontrol sistemi kullanılmıştır. Redresör çıkışındaki DC gerilim ve akımdangeribesleme bilgisi alınarak, çıkışta oluşacak ani yüklenmelerde ve giriş gerilimlerindekideğişimlerde çıkış geriliminin sabit tutulması sağlanmıştır. Kapalı çevrim kontrol sistemiolarak yaygın kullanım alanı olan PI (proportional-integral,oransal-integral) kontrolkullanılmıştır. PI kontrol bir girişli ve bir çıkışlı sistemler için yeterli çözümler vermektedir.Mikrodenetleyici ile üç fazlı tam dalga, tristörlü doğrultucu kontrolör tasarımında hız vebellek yönünden yeterli olması sebebiyle Microchip firmasının PIC18F452 mikrodenetleyicisikullanılmıştır. Redresör mikrodenetleyici programına kontrol algoritmasına ilaveten kullanıcıetkileşimli, tuş takımı ve LCD programları eklenerek, redresörün birçok özelliği ayarlanabilirhale getirilmiştir. Doğrultucu çıkış gerilimi belirli sınırlar içerisinde ayarlanabilmekte, akımkaynağı modunda sınırlama yapılacak DC akım değeri dışarıdan girilebilmektedir. Tasarlananmikrodenetleyici kontrollü redresör, çeşitli uygulamalara rahatça uyum sağlayabilecektirAnahtar kelimeler : Akım Kontrolü, Kontrollü Doğrultucu, Matlab, Mikrodenetleyici, PIKontrol, Redresör, Rezistif Yük, Simulink.

In this work control of three phase full wave thyristor rectifier is aimed withmicrocontroller. The circuits and potantiometers in analog systems are effected from externalfactors such as vibrations, temperature and humidity. Excessive usage of circuit elements inanalog systems can increaese cost and manufacture time. Also due to the same reason test andmaintenance of analog systems is getting diffucult. In analog circuits it is usually needed toreadjust the potantiometers or to change the electronic circuit elements in order to change thespecificitations of system. In comparison to analog circuits in digital systems there is no need torechangement or readjustment of circuit elements in order to change the specificitations ofsystem. Difficuities of analog systems make necessary to use digital systems.A closed loop feedback control system is implemented on a microcontroller to controlthree phase thyristor rectifier. DC voltage and current feedbacks are obtained from DC outputof rectifier. By feedback control system it is aimed to fix the output DC voltage against inputvoltages variations and loading effects. PI control is employed in the mean of closed loopcontrol system. PI control gives robust responses in single input single output systems.Microchip PIC18F452 is used since it has sufficient memory(RAM and Flash ROM)and processing speed in this work. In addition to feedback control system algorithm, userinteractive keypad and LCD programs added to microcontroller real time program. By usinguser interactive program structure specifications of rectifier become adjustable. Rectifier canwork either in current source mode or voltage source mode. Input voltage tolerances andrectifier output voltages range can be adjustable also maximum DC load current can be adjustedin current source operation mode. With all these specifications the developed rectifier systemcan be easily employed in different applications.Keywords:, Controlled Rectifier, Current Control, Matlab, Microcontroller, PI Control,Redresor, Resistif Load, Simulink.