Tek fazlı matris dönüştürücünün AA-AA frekans dönüştürücü ve AA-DA doğrultucu olarak çalışmasının incelenmesi

Günümüzde iklim değişikliğinin en önemli nedenlerinden olan, sera etkisi (küresel ısınma) yapan gazların azaltılması uluslararası toplumun ortak paydalarından biri haline gelmiştir. Sera etkisine; ısınma, sanayi ve motorlu taşıtlardan kaynaklanan yanma reaksiyonu neden olmaktadır. Motorlu taşıtlardan kara taşıtları bu zararlı emisyonların en önemli üreticisidir. Çevre ve ekosistem üzerindeki bu zararlı emisyonları azaltmak veya tamamen ortadan kaldırmak için fosil yakıt kullanan sistemler yerine elektrik kullanan sistemlerin yaygınlaştırılmasına çalışılmaktadır. Bu amaçla son yıllarda elektrikli araçlar konusunda yapılan çalışmalarda bir yoğunlaşma görülmektedir. Günümüzde elektrikli araçlarda; bakım gereksiniminin az olması, tozlu ve patlamalı ortamlarda çalışabilmeleri, birim hacim başına elde edilen yüksek güç yoğunlukları nedeniyle en çok kullanılan motorlar sürekli mıknatıslı doğru akım motorları olmuştur. Ancak son yıllarda sürekli mıknatıs pazarının Çin'in monopolüne geçmesi ve bu mıknatıslar elde edilirken kullanılan radyoaktif madde ve toksik asitlerin insan sağlığında oluşturduğu olumsuzluklar Dünya Sağlık Örgütünün, bu motorların üretimine müdahil olma sonucunu çıkarmış ve kısıtlar gelmeye başlamıştır. Bu nedenlerle literatürde, elektrikli taşıtlarda sürekli mıknatıslı motor yerine senkron motorların kullanılmasını sağlayacak fırçasız sistemler ile ilgili çalışmalar yoğunlaşmıştır. Bu bağlamda fırçasız sistemler için dönen trafo ve bu trafoyu besleyen kaynak olarak da tek fazlı matris dönüştürücüler literatürde incelenmeye başlanmışlardır. Tek fazlı matris dönüştürücüler, DA ara devrenin olmaması nedeniyle son yıllarda indüksiyonla ısıtma sistemlerinde de ele alınmaya başlanmışlardır. Bu çalışmada; tek fazlı matris dönüştürücünün, tek fazlı bir eviriciye göre avantajları ortaya konulmuş, devre topolojisi verilmiş, tek fazlı matris dönüştürücünün AA-AA frekans dönüştürücü ve AA-DA doğrultucu olarak çalışma durumu incelenmiştir. Ayrıca tek fazlı matris dönüştürücüde güvensiz komutasyon modeli incelenmiş, güvensiz komutasyon modelini güvenli hale getirmek için literatürdekinden farklı bir yaklaşım getirilmiştir. Literatürdeki güvenli komutasyon modellerinin sadece çıkış frekansı, giriş frekansının katları olduğunda doğru sonuç verdiği görülmüş, bu olumsuzluğu gideren ve giriş frekans değerleri üstünde ve altında modele yeni bir ölü zaman ekleme algoritması geliştirilmiştir