Bilgisayar kontrollü yüksek hassasiyetli AC güç kaynağının tasarımı

Abstract

Elektrik sayaçları, belirli bir zaman diliminde kullanılan elektrik enerjisinin miktarını ölçmeye yarayan cihazlardır. Sayacın bağlantı gücü kW cinsinden ölçülürken, harcanan elektrik enerjisi kwatt saat (kWh) olarak ölçülmektedir. Elektrik şirketleri müşterilerin elektrik tüketimini sayaçlar vasıtasıyla kayıt altına alarak faturalandırma yapmaktadır. Eski yıllarda bu işlemler mekanik sayaçlar ve sayacı okumasını bilen uzman personel tarafından yapılmıştır. Teknolojinin gelişmesiyle birlikte sayaçlar da dijital hale dönüşmekte ve bu sayede tüketim ölçümü ile faturalandırma işlemi de daha pratik ve güvenilir hale gelmektedir.Dijital sayaçlar aynı zamanda doğru tüketim değerleri kaydedebilmesi ve ölçtüğü değerleri doğru gösterebilmesi için kalibrasyon işlemlerinin yapılması gerekmektedir. Kalibrasyon cihazlarının çalışma prensibi ve verimi doğrudan sabit akım ve gerilime dayanmaktadır. Bu cihazlar, ölçüm ve güç kısmı olmak üzere iki kısımdan oluşmaktadır. Güç kısmı, sabit akım-gerilim-güç ve güç faktörünü bulunduran en önemli bölümüdür. Bu çalışmada kalibrasyon işleminin doğru ve düzgün bir şekilde yapılabilmesi için en temel parametre olan sabit gücün oluşturulabilmesine ağırlık verilmiştir. Sabit akım ve gerilim ile cihazda oluşturulan sabit güç sayesinde sayaç üzerinden sabit bir enerji geçirilerek sayacın akım, gerilim ve enerji(güç) bölümlerinin yüksek hassasiyetle kalibre edilebilmesi sağlanmıştır.Çalışma konusu olan kalibrasyon cihazında akım, gerilim ve güç parametrelerinin yanında hat frekans ve açısının (güç faktörü) ayarlanması da kullanıcıya büyük bir avantaj sağlamaktadır. Cihaz üzerinden birbirinden bağımsız olarak her fazın akım, gerilim ve güç parametreleri ayarlanabilmektedir. Sabit akım ve gerilim güç kaynağı sayesinde elektronik akıllı sayaçların hem manuel hem de otomatik olarak kalibrasyon işlemleri gerçekleştirilmektedir. Otomatik kalibrasyon seçeneği ile sayaç üretim hızları ve dolayısıyla maliyetleri düşmektedir. Kullanımı esnek ve kolay olan cihazın üzerinde bulunan dokunmatik ekran ve bilgisayar üzerinde bulunan uygulama yazılımı ile eş zamanlı olarak kontrol edilebilmektedir.

Electricity meters are devices for measuring the amount of electrical energy used in a certain time period. While connection power of the meter is measured in kW, consumed electricity is measured in kilowatt hours (kWh). Electricity companies record their customers electricity consumption through meters and bill them. In the old years, these operations were carried out by expert staff who had how to read mechanical meters meters. With the development of technology, the meters become digital, thus consumption measurement and invoicing process has become more practical and reliable.Digital meters must also be able to go through calibration processes to record accurate consumption parameters and display the measured values correctly. The working principle and efficiency of the calibration devices are directly based on constant current and voltage. These devices consist of two parts, the measurement and the power part. The power part is the most important section that contains constant current-voltage-power and power factor. In this study, it is focused on creating the constant power, which is the most basic parameter, to make the calibration process properly. Thanks to constant current and voltage, the constant power created in the device allows a constant energy to be passed over the meter and it is provided to calibrate the current, voltage and energy (power) sections of the meter with high sensibility.In the calibration device, which is the subject of the study, adjusting the line frequency and angle (power factor) besides the current, voltage and power parameters provides a great advantage to the user. Current, voltage and power parameters of each phase can be adjusted independently from the device. Thanks to the constant current and voltage power supply, both manual and automatic calibrations of electronic smart meters are performed. Owing to the automatic calibration option, number of the production rates and costs are reduced. Moreover and easy to use, the device can be controlled simultaneously over the touch screen and the developed application software.