Development of educational power electronics computer package

Abstract

Doğrultucu devreler güç elektroniği devreleri arasında önemli yer tutmaktadır. Bu devrelerin performans parametrelerini hesaplayan Matlab-Simulink, PSpice, EMTP, PSim gibi çok sayıda hazır paket program bulunmaktadır. Ancak bu paketlerin çoğu eğitim amaçlı olmaktan çok profesyonel amaçlıdır ve genellikle performans parametreleri nümerik olarak hesaplanır, sonuç bir programın çıktısında birer sayı olarak elde edilir. Bu yaklaşım güç elektroniği eğitimi alan öğrencilere yararlı olmakta fakat doğrultucu devrelerin çözümleri ile devrenin fiziksel davranışından kaynaklanan çalışma modları arasında açık bir ilişki kurmamaktadır. Bu çalışmada genelde üniversitelerde ders olarak gösterilen doğrultucu devreler ele alınmıştır ve bu devreler yukarıda bahsedilen firmaların yazılımlarında toplu olarak bir paket halinde sunulmamaktadır. Bu çalışmada hazırlanan pakette doğrultucu devreleri tek bir platformda toplanmış ve devrelerin çalışma modları analitik olarak analiz edilmiş, performans parametreleri ile çalışma modları arasında açık ilişkiler kurulmuştur. Bu çalışmayı diğer çalışmalardan ayıran en önemli özellik anlaşılabilirliği arttırmak amacıyla devrelerin modlara ayrılarak sunulmasıdır. Böylece öğrenciler bu tip devrelerin çalışma prensibini kavramakta daha etkin olacaklar ve yorum yapabilme becerisi de kazanabileceklerdir. Hazırlanan paket program laboratuvar dersi veya laboratuvar dersine ön hazırlık için kullanılabilecektir.

Rectifiers are important tools among power electronics circuits. There are a lot of computer software's that calculate performance parameters such as Matlab-Simulink, PSpice, EMTP, PSim. However most of them are not for educational purposes, they are generally used for professional purposes. Thus, these kinds of packages give results as a lump sum and in graphical form without further details. They are beneficial to the students who attend power electronic courses. However these packages do not provide a relation between physical behaviour of circuits and operating modes.In software developed in this study, most of the circuits which are presented in undergraduate power electronics courses are combined together and presented as a single computer package. Circuits' modes are analytically analysed and a clear relationship between operating modes and performance parameters are presented in the package. The main significance of this study as compared to existing counterparts is to increase understanding of circuits' behaviour by dividing the circuits into operating modes. By this way students are able to understand circuits' behaviour much easier and more efficiently. The package can also be used as a virtual laboratory tool.