---

akım bileşenlerinin ani değerlerinin ölçümü

içindekiler


önsöz……………………………………………………………………………….ii
içindekiler………………………………………………………………………iii
şekiller listesi……………………………………………………………….viii
tablolar listesi……………………………………………………………….xi
özet………………………………………………………………………………..xii
bölüm 1.
giriş…………………………………………………………………………………1
bölüm 2.
nonsinüsoidal dalgalar ve analizi
2.1. giriş………………………………………………………………………3
2.2 harmonik tanımı…………………………………………………………3
2.3 fourier dönüşümü……………………………………………………….4
2.4 nonsinüsoidal dalgalarda simetri ifadeleri……………………………10
2.5 harmoniklere ait tanımlar ve kavramlar………………………………11
2.5.1 nonsinüsoidal durumda elektrik büyüklerinin ifadesi………...11
2.5.2 toplam harmonik distorsiyonu……………………………….14
bölüm 3.
harmonik üreten elemanlar……………………………………………15
3.1 harmonik kaynakları…………………………………………………....15
3.2 harmoniklerin meydana getirdiği etkiler………………………………16
3.2.1 giriş……………………………………………………….…..16
3.2.2 harmonik akımlarının neden olduğu problemler……….…………….17
3.2.2.1 transformatördeki etkiler………………………………..….19
3.2.2.2 devre kesicilerinde istenilmeyen açılmalar…………………20
3.2.2.3 güç faktörü düzeltme kondansatörlerinin aşırı yüklenmesi…21
3.2.2.4 deri olayı…………………………………………………….22
3.2.3 harmonik gerilimlerin yol açtığı problemler………………………….23
3.2.3.1 asenkron motorlar…………………………………………...25
3.2.3.2 sıfırlama sorunu………………………………………..……25
3.2.3.3 besleme devresini etkileyen harmonik problemler………….25
3.3 şebekedeki harmoniklerin incelenmesi………………………………...26
3.3.1 giriş………………………………………………………...….26
3.3.2 harmonik akımlarına genel bakış…….………………...……..27
3.3.2.1 akımın vektörel bileşenleri…………………………27
3.3.2.2 örnek harmonikli akımın incelenmesi……..………28


bölüm 4.
harmonikli büyüklüklerin giderilmesi
4.1. giriş……………………………………………………………….…….32
4.2 tasarım aşamasında alınabilecek önlemler……………………………...32
4.2.1 generetörlerde alınabilecek önlemler……………………….…32
4.2.2 dönüştürücülerde alınabilecek önlemler………………………33
4.2.3transformatörlerdealınabilecekönlemler………………………...….…33
4.3. filtrenin görevi………………………………………………..……….33
4.4. filtre çeşitleri…………………………………………………………34
4.4.1 pasif filtreler………………………………………………….34
4.4.2 aktif filtreler…………………………………………………36
4.5 harmonikli akım enjekte yöntemi ile harmoniklerin giderilmesi…..…..37
4.6 sonuç…………………………………………………………………….39

bölüm 5. ölçme devresinin benzetimi
5.1. giriş………………………………………………………………….….40
5.2. ölçme devresinin tasarımı……………………………………….……41
5.3. alçak geçiren filtre tasarımı……………………………………..……42
5.3.1 giriş………………………………………………..…………..43
5.3.2 aktif filtre çeşitleri………………………………...…………43
5.3.2.1 opamp ile 1. düzey alçak geçiren filtre……….……44
5.3.2.2 opamp ile 1. düzey yüksek geçiren filtre………….44
5.3.2.3 opamp ile basit band geçiren filtre………...………45

5.3.3 aktif alçak geçiren filtre tasarımı…………………………..………46
5.3.3.1 alçak geçiren konfigürasyonu………………………47
5.3 sıfır geçiş devresi ve darbe düzenleyici devrenin tasarımı……………..49
5.5 tam dalga doğrultucu tasarımı…………………………………….….52
5.6 devrenin mikroişlemci bağlantısı…………………………………..…..53

bölüm 6.
aduc 841 mikrodenetleyicisi…………………………………………….55
6.1 giriş……………………………………………………………………...54
6.2 aduc–841 genel mimarisi……………………………………………..55
6.3 pin konfigürasyonu………………………………………………..…….57
6.4 analog – dijital çevirici (adc)…………………………..……..58
6.4.1 adccon1 kaydedicisi…………………………………...…..60
6.4.2 adccon2 kaydedicisi………………………………...……..62
6.4.3 adccon3 kaydedicisi………………………………..……..63
6.4.4 adc çevrim süresi………………………………………..….64
6.5 t2con saklayıcısı……………………………………………………..64
6.6 dijital-analog çevirici (dac)………………………………...………..67
6.6.1 daccon kaydedicisi……………………………………….69
6.5 darbe genişlik modülasyonu (pwm)…………………………………..71
6.7.1 cfg841 kaydedicisi…………………………………………..72
6.7.2 pwmcon kaydedicisi…………………………………..……75
6.7.3 pwm işaretinin üretilmesi……………………………………76





bölüm 7.
ölçme devresinin gerçek zaman uygulaması

7.1 işaret akış şeması………………………………………………………79
7.2 gerekli kodlar……………………………………………………….….81
7.3 ölçme devresinin gerçeklenmesi……………..……………..……….104

bölüm 8.
sonuçlar ve öneriler……………………………………………………..109

kaynaklar…………………………………………………………………….110

özgeçmiş…………………………………………………………………..……111



şekiller listesi

şekil 2.1 yarı periyotta harmonik bileşenler………………………………………….4
şekil 3.1 nötrde birleşen üçlü n akımları……………………………………………………………………………...18
şekil 3.2 üçlü n harmonikleri için kablo anma değeri yenilenmesi…………..……19
şekil 3.3 pfc kapasitörlü doğrusal olmayan yüke ait eşdeğer devre……………….21
şekil 3.4 doğrusal olmayan yükün neden olduğu gerilim bozulması………………22
şekil 3.5 doğrusal ve doğrusal olmayan yüklerin ayrımı…………………………...23
şekil 3.6 akımın bileşenlerinin gösterilmesi………………………………………26
şekil 3.7 bir fazlı yarım dalga doğrultucu………………………………………..27
şekil 3.8 akımın zamanla değişimi…………………………………………………28
şekil 3.9 çeşitli harmoniklerin toplanarak incelenmesi…………………………...29
şekil 3.10 çıkış dalga şekli………………………………………………………...30
şekil 4.1 pasif harmonik şönt filtre…………………………………………………33
şekil 4.2 pasif seri ve şönt filtreler ………………………………………………...34
şekil 4.3 aktif güç filtresine ait blok şeması………………………………………. 35
şekil 4.4 üç fazlı yarım dalga doğrultucuda harmonik akım enjeksiyonu …………36
şekil 4.5 capsal (diametrical) doğrultucuda harmonik enjeksiyon devresi…….......37

şekil 4.6 üç fazlı kontrolsüz doğrultucuda harmonik enjeksiyonu…………………37

şekil 5.1 ölçme devresinin benzetimi……………………………………………...39
şekil 5.2 ın2126 entegresinin bacak bağlantı şekilleri……………………………..40
şekil 5.3. op-amp ile 1. düzey alçak geçiren filtre…………………………………42
şekil 5.4 op-amp ile 1. düzey yüksek geçiren filtre………………………………...43
şekil 5.5. op-amp ile 1. düzey band geçiren filtre…………………………………44
şekil 5.6 sallen-key filtre örneği…………………………………………………...45
şekil 5.7 bessel tipi 6. derece sallen- key filtresi…………………………………..47
şekil 5.8 devrenin frekans cevabı…………………………………………………..48
şekil 5.9 sıfır geçiş dedektörü ve darbe düzenleyici devre……………………...49
şekil 5.9 sıfır geçiş dedektörü elde edilen sonuçlar……………………………….50
şekil 5.10 tam dalga doğrultucu devre benzetimi………………………………...51
şekil 5.11 mikroişlemci pin konfigürasyonu……………………………………......52
şekil 6.1 aduc 841'e ait mimari yapının blok diyagramı………………………….54
şekil 6.2 52 bacaklı aduc 841……………………………………………….........55
şekil 6.3 56 bacaklı aduc–841 ……………………………………………..……56
şekil 6.4 adc blok diyagramı……………………………………………………..58
şekil 6.5 adc'nin çevrim sonucunu saklayan saklayıcılar…………………….…...60
şekil 6.6 analog bir işaretin t periyodu ile örneklenmesi………………………….64
şekil 6.7 zamanlayıcı/sayıcı2’ ye ait çalışma diyagramı…………………………..65
şekil 6.8 aduc–841 mikrokontrolörü içerisinde bulunan dac modülünün yapısı...........................................................................................................................68
şekil 6.9 farklı dac giriş değerleri için çıkış tamponunun lineeritesinin bozulduğu noktalar…………………………………………………………………………… 69
şekil 6.10 dac çıkışlarına bağlanmış harici güç kuvvetlendiricileri……………....69
şekil 6.11 ton , toff zaman aralıklarıyla elde edilen farklı ortalama gerilim değerleri……………………………………………………………………………. 70
şekil 6.12 aduc841 in içinde bulunan pwm modül……………………………. 71
şekil 6.13 mod 1 de pwm sayıcı ile pwmxh/l arasındaki ilişki………................75
şekil 7.1 sıfır geçiş ve darbe düzenleyici devresi……………………………….102
şekil 7.4 alçak geçiren filtre, faz düzenleyici ve tam dalga doğrultucu…………104
şekil 7.5 50 hz için alçak geçiren filtre çıkışı……………………………………..104
şekil 7.6 100 hz için filtre çıkışı…………………………………………………..105
şekil 7.7 faz düzenleyici ve tam dalga doğrultucu çıkışı………………………….105
şekil 7.8 akımın şebekeden alınması ve kuvvetlendirici katı………………….…106
şekil 7.9 tam dalga doğrultucu…………………………………………………..106



tablolar listesi

tablo 6.1: giriş işaretinin yakalanması için t/h ‘a ayrılan clk…………………….61
tablo 6.2 mclk sayısının belirlenmesi (fadc = 11.0592/ mclk )……………… 61
tablo 6.3 analog giriş kanalının seçilmesi………………………………………….62
tablo 6.4 timer-2 çalışma modları…………………………………………………65
tablo 6.5. daccon kaydedicisi…………………………………………………..69
tablo 6.6 : cfg841 kaydedicisinden bölen faktörünün hesaplanması……………..73
tablo 6.7 pwmcon kaydedicisi………………………………………………….74

---