Tek fazlı güç eviricilerinin çıkış dalga formlarına göre bilgisayar simülasyonu ve deneysel olarak gerçekleştirilmesi

Son zamanlarda elektrik enerjisinin maliyetindeki artışlar alternatif enerji seçeneklerini daha cazip hale getirmiştir. Solar paneller, güneşten absorbe ettiği foton enerjisini tüketiciler tarafından kullanılan doğru akım elektrik enerjisine dönüştürebilme özelliğine sahiptir. Bununla beraber bu elde edilen enerjinin kullanılması problem oluşturmaktadır. Şebekeden kullandığımız elektrik enerjisi ile evde kullanılan birçok cihazın doğru şekilde çalışabilmesi alternatif akım enerjisine dayanmaktadır. Bu nedenle solar panellerden veya rüzgâr türbinlerinden elde edilen doğru akım enerjisi faydalı olabilmesi için alternatif akım enerjisine çevrilmelidir. Bu çevrim işlemini evirici (Inverter) adı verilen cihazlar yaparlar. Eviriciler sanayide geniş bir yelpazede kullanım alanı bulan güç elektroniği dönüştürücüleridir. Eviricinin çıkışında üretilen alternatif sinyalin gerilim ve frekans değerleri, devrenin yapısına, transformatörlere ve kullanılan elemanlara bağlı olarak değişiklik gösterir. Bu tezde tek fazlı güç eviricilerinin çıkış dalga formlarına göre karşılaştırmalı olarak analizi yapılmıştır. Kare dalga, modifiye kare ve saf sinüs dalga eviricileri Proteus Professional programı kullanılarak tasarlanıp benzetimi elde edilmiştir. Analiz yapılırken devre yapıları, çıkış voltajındaki harmonik bozulmalar ve verimlilik dikkate alınmıştır. Yapılan simülasyonlardan sonra eviriciler PCB karta basılmıştır. Verimlilik hesabı Extech marka doğru RMS dijital multimetre yardımı ile hesaplanmış, harmonik hesabı ise Fluke 435 marka güç analizörü kullanılarak ölçülmüştür. Yapılan benzetim ve deney sonuçlarına göre kare dalga evirici devresinin %55 civarında harmonik bozulma ve %45 verimliliğe sahip olduğu gözlemlenmiştir. Modifiye kare dalga evirici devresi ise %38 harmonik bozulma ve %60 verimle kare dalga evirici devresinin önünde yer almaktadır. Saf sinüs evirici devresi ise %10 civarında harmonik bozulma ve %75'in üzerinde verimliliğinden dolayı diğer evirici devrelere kıyasla öne çıkmaktadır. Her bir evirici devresi için rezistif ve indüktif yükler altında yapılan testler Tektronix marka dijital osiloskop yardımıyla gözlemlenmiş ve test sonuçları ile simülasyon sonuçlarının birbirleriyle örtüştüğü görülmüştür. Elde edilen sonuçlara göre saf sinüs evirici devresinin daha yüksek maliyet ve daha karmaşık devre yapısı olmasına rağmen kare dalga ve modifiye kare dalga evirici devrelerine göre daha iyi ve verimli olduğu ortaya çıkarılmıştır.