9
Archived Theses
0
DOIs Assigned
0%
DOI Rate
Discipline
Transformatörlerin geçici rejim akımlarının incelenmesi
Transformatör ilk enerjilendiği anda olusan geçici rejim akımının nedeni arastırılmıs ve matematiksel ifadesi verilmistir. Voltaj ve akı dalga sekli arasındaki iliskiden yola çıkarak transformatör anahtarlama anı ve geçici rejim akımı arasındaki bağlantı anlatım ve sekillerle ele alınmıstır. Bu akımın ortadan kaldırılması için uygulanabilecek teknikler sunulmustur. Pspice programı kullanılarak üç ? fazlı, yıldız ? üçgen bağlı transformatör ve üç ? fazlı, yıldız ? yıldız bağlı transformatör modellenmis ve her iki modelin de üzerinde es zamanlı anahtarlama ve ardısık anahtarlama yöntemleri gerçeklestirilmistir. Her iki durum için akım dalga sekli incelenmis ve gözlemlenen sonuçlar karsılastırılmıstır. Ayrıca transformatör anahtarlamasının AC voltaj kaynağının sıfır değerinde ve maksimum değerinde olduğu anlarda gerçeklestirilmesi durumunda faz akımlarının dalga sekillerinde olusan değisim her iki model üzerinde de simülasyon aracılığı ile gösterilmistir. Anahtar Kelimeler: Transformatör, geçici rejim akımı, güç kalitesi
Yeni bir yumuşak anahtarlamalı tek fazlı güç faktörü düzeltme devresinin geliştirilmesi ve gerçekleştirilmesi
Son yıllarda daha da sık kullanılan güç elektroniği sistem ve cihazlarının şebekeden çektiği harmonikli akımlar, şebekeyi bozmakta ve güç faktörü değerini düşürerek şebekeyi gereksiz yere yüklemektedir. Harmonikler, aynı şebekeden beslenen diğer alıcıların çalışmasını da olumsuz olarak etkilemektedir. Bu sebeple harmonik standartlarıyla ilgili yönetmelikler her geçen gün gelişmekte ve sınırlamalar artmaktadır.Güç faktörünün değeri, kayma faktörü ile şebekeden çekilen akımdaki harmonik bozulmanın çarpımına bağlıdır. Kayma faktörü, akım ile gerilim arasındaki faz farkından ortaya çıkar ve omik yük için ?1? değerini alır. Bu durumda güç faktörünü iyileştirmek için yapılması gereken, şebekeden çekilen akımdaki harmonik içeriği azaltmaktır. Bu sebeple geliştirilen yumuşak anahtarlamalı tek fazlı güç faktörü düzeltme devresinde, diyot köprüsünden sonra yumuşak anahtarlamalı yüksek çıkışlı ZVT-ZCT PWM dönüştürücü kullanılmıştır. Uygun algoritmalar ile kontrol edilen dönüştürücünün, şebekeden düşük harmonikli sinüzoidal bir akımın çekmesi sağlanmıştır.Geliştirilen dönüştürücü devresi ile, ana anahtar ZVT ile iletime ZCT ile kesime girmekte ve üzerinde hiçbir ilave akım veya gerilim stresi oluşmamaktadır. Yardımcı anahtar ZCS ile iletime ve ZCS ile kesime girer ve anahtarın üzerinde hiçbir gerilim stresi oluşmaz. Yardımcı anahtarın üzerinden akacak olan rezonans akımının bir kısmı kuplajlı endüktans ile çıkışa yönlendirilerek, yardımcı koldaki akım stresi azaltılmıştır. Bu topoloji kullanılarak çalıştırılan 300 W ve 100 kHz'lik sistemdeki toplam verim %98 değerini alırken, güç faktörü de 0.99 değerinde olmakta ve şebekeden sinüzoidal bir akım çekilmektedir.Anahtar kelimeler: Güç faktörü, harmonik, yumuşak anahtarlama, yüksek çıkışlı dönüştürücü, ZCS, ZCT, ZVT.
Denizaltı bataryalarının şarjı ve uzaktan izlenmesi
Denizaltılar nükleer, dizel ve elektrik gücü olarak üç çeşit itici güce sahiptirler. Dizel ve elektrik gücünü birlikte kullanan denizaltılar deniz üstünde dizel jeneratörü kullanırken, sahip oldukları bataryalar ile denizaltında hareket ederler. İşte bu sebeple denizaltıların denizaltında hareketleri esnasında batarya gerilimlerinin sürekli izlenmesi ve takibinin tek merkezden yapılması gerekmektedir.Bu tezde denizaltı bataryalarının şarjı ve uzaktan izlenmesine ilişkin mikrodenetleyicili bir kontrol sistemi gerçekleştirilmiştir.Tezin birinci bölümünde bataryalarla ilgili genel bilgiler verilmiştir. Pil çeşitleri, denizaltılarda kullanılan kurşun-asit bataryaların şarj ve deşarj karakteristikleri gibi kavramlar üzerinde durulmuştur.İkinci bölümde batarya izleme sistemi hakkında bilgi verilmiş, batarya şarj ve izleme sisteminin küçük ebatlı prototipi olarak yapılan devrede, 12 adet pilin şarj durumunun izlenmesi üzerinde durulmuştur.Üçüncü bölümde ise batarya şarj kısmı için, anahtarlamalı güç kaynağı yapılarak çalışması anlatılmış ve bu devreyi yaparken gerekli olan hesaplamalara yer verilmiştir.Dördüncü bölümde uygulama olarak yapılan batarya şarj ve izleme sistemine ait devrenin hem kullanıcı arabirim izleme yazılımı hem de sinyal işleyici için yazılan aygıt yazılımı anlatılmıştır.Beşinci bölümde devrenin şarj, haberleşme, sinyal işleme işlemlerini gerçekleştiren sinyal işleyicinin teknik özellikleri kısa şekilde özetlenmiştir.Son bölümde devrenin uygulanabilirliği ve sonuçları değerlendirilmiştir.Anahtar Kelimeler: Batarya İzleme, Akü Şarjı, DSP, Güç Elektroniği
Design of a hybrid PV-fuel cell system with active reactive power control capabilities
The increasing use and integration of renewable energy into the electricity grid has started to have impacts on power system security and stability. Hence, grid integration needs have become a major concern as the share of renewable energy sources in the electricity grid is gradually increasing and replacing conventional power plants. The sudden disconnection of large renewable power plants during outages can lead to problems with power stability, reliability, and overall system operation. Grid codes are rules that developed by transmission system operators to address integration requirements. An important aspect of grid codes is the low voltage ride-through (LVRT) feature. Recent regulations require renewable power systems to remain connected to the grid during faults, providing/frequency support like conventional installations and contributing to grid stability and reliability. Different countries have specific grid code requirements, but overall, the objective is to ensure stable and reliable operation of the power system. In this thesis, Türkiye's LVRT requirements are considered. The fulfillment of LVRT requirements for renewable power plants requires overcoming important issues such as the prevention of overcurrent at the AC side and overvoltage on the DC side of the inverter. In this thesis, a flexible active power control approach using an artificial neural network (ANN) is developed to improve DC voltage stabilization of photovoltaic (PV)- fuel cell (FC) hybrid power system to overcome overcurrent at the AC side during grid faults. A detailed simulation of proposed grid-connected PV-FC hybrid power system is carried out using MATLAB/Simulink to evaluate the performance of the suggested control scheme. The performance of the proposed system is evaluated by subjecting it to symmetric and asymmetric faults in four different fault types to improve the LVRT capabilities of the PV-FC hybrid system. This approach improves DC-link voltage stability and provides consistent voltage levels by limiting voltage deviation to between 12.9 % dip and 10.1 % peak in all fault types.
Güneş paneli ile beslenen step motorun pıc mikrodenetleyici ile kontrolü
ÖZETBu çalışmada artan enerji ihtiyaçlarının karşılanması, kullanılmakta olan enerji kaynaklarının tükenmesi ve çevreye olan zararlı etkilerinin yok edilmesi için son yıllarda kullanılmaya başlayan ve yaygınlaşan yenilenebilir enerji kaynaklarının en önemlisi olan güneş enerjisi ile enerji üretimi ve kullanımı incelendi.Tükenmeyen bir enerji kaynağı olan güneş, yapılan çalışmalar neticesinde gelecekte kullanılabilecek olan alternatif enerji kaynakları içerisinde çok önemli bir yer edinmiştir. Bu sebeple tez çalışmamızda güneş enerjisi tercih sebebi oldu. Başta elektronik ve bilgisayar teknolojileri olmak üzere hassas konum kontrolü gerektiren tüm uygulamalarda kullanılan step motorun kontrolü PIC mikrodenetleyici ile gerçekleştirilerek, sistemin enerji gereksinimi güneş panellerinden sağlandı. Güneş paneline gelen güneş ışınlarının sebep olduğu panel çıkışındaki gerilim dalgalanmalarının önüne geçmek, çıkış gerilimini sabitlemek ve sisteme bağlı olan gerilim depolayıcının ihtiyacı olan gerilim değerini elde edebilmek için şarj kontrol regülatörü kullanıldı. Sistemin çalışması Proteus programında farklı değerlerle test edildi. Çalışılabilir hale geldikten sonra devre plaket üzerine aktarıldı. Sistem düşük akım ve gerilimlerin gerektirdiği uygulamalarda istenilen düşük maliyeti ve performansı sağladı.Anahtar kelimeler: Güneş, Güneş enerjisi, Güneş paneli, Fotovoltaik, Step motor, PIC, Konvertör
Web tabanlı akıllı öğretim tekniği geliştirme
Geçmişten günümüze sürekli olarak gelişen ve değişen bilişim teknolojileri, günlük hayatın her alanının önemli ve vazgeçilmez bir parçası haline gelmiştir. Bilgisayarlar eğitim alanında da çeşitli amaçlarla kullanılmaktadır. Eğitim alanında bilgisayarların en yaygın kullanım şekli internettir. Bilgisayarı ve interneti bir araya getiren öğrencilerin öğrenme sürecinde daha etkin olmasını sağlayan eğitimsel amaçlara uygun olarak hazırlanan sistemler, web tabanlı eğitim sistemleri olarak bilinmektedir.Kişisel uyarlanabilir öğrenmeyi hedefleyen web tabanlı akıllı öğretim sistemleri, bu hedefi gerçekleştirmek için öğrencinin konu hakkında ne kadar bilgisi olduğunu ve başarılı olmak için ne gibi hedefleri olduğunu öğrenmeye ihtiyaç duyar. Bu nedenle sistem, öğrenme stilini belirlemek için öğrenciyi gözlemler. Ancak, öğrenci çeşitli şekillerde akıl yürütebilir ve düşünme tarzını açıkça göstermeyebilir. Bu yüzden öğrenci modeli, büyük oranda belirsizlik içerir.Bu tez çalışmasında geliştirilen yazılımda, öğrenme belirsizliklerini en aza indirgeyip verimli ve etkili bir akıllı öğretim sistemi oluşturmak amacıyla yapay zeka tekniklerinden tip-2 bulanık mantık kullanılmıştır. Yazılım, Type-2 Fuzzy Logic Toolbox ve öğrenci-matlab iletişimi sağlayan Matlab Web Sunucu ortamında geliştirilmiştir.Bulanık mantığın yeni bir açılımı olan tip-2 bulanık mantık, belirsizlikleri modelleyip etkisini azaltabilir. Belirsizlikler kaybolduğunda da tip-2 bulanık mantık tip-1 bulanık mantığa indirgenebilir.Geliştirilen yazılımın başarısını değerlendirmek amacıyla Fırat Üniversitesi Teknik Eğitim Fakültesi Elektronik ve Bilgisayar Eğitimi bölümündeki öğrenciler üzerinde bir uygulama çalışması yapılmıştır. Çalışmadan elde edilen sonuçlara göre hazırlanan sistemin, temel bir kontrol sistemleri dersinde uygulanan geleneksel yöntemlere göre öğrenmede daha etkili olduğu tesbit edilmiştir.
Rüzgâr türbinlerinde kullanılan sabit mıknatıslı senkron generatörün back-to-back dönüştürücü ile hız kontrolü
Enerji verimliliği ve etkinliği açısından yenilenebilir enerji kaynaklarının kullanımı son yıllarda gittikçe önem kazanmaktadır. Bu enerji kaynaklarından biri de rüzgâr enerjisidir. Rüzgâr enerjisi başta çevre temizliği açısından olmak üzere güvenilirliği ve ucuzluğunun da gittikçe artmasıyla yaygın halde kullanılmaktadır. Fosil yakıtların elektrik üretimindeki katkısı tartışılmaz bir gerçektir. Fakat bu yakıtların giderek tükenmesi rüzgâr enerjisinin önemini daha da artırmaktadır. Özellikle Danimarka, Portekiz, İspanya ve Almanya gibi Avrupa ülkelerinde elektrik enerjisinin önemli bir bölümü rüzgârdan karşılanmaktadır. Türkiye?de ise şebekeye bağlı rüzgâr enerjisi ile elektrik üretimi 1998 yılında başlamış ve özellikle 2005 yılından itibaren 5346 sayılı ?Yenilenebilir Elektrik Kanunu?nun çıkmasından sonra kurulu güç ve enerji üretiminde her yıl %100?ün üzerinde artış göstererek 2011 yılı sonunda 1691,8 MW?a, 2012 sonu itibarıyla ise ülkemizdeki toplam kurulu gücün %4?üne tekabül eden 2261 MW?a ulaşmıştır [1], [2]. Rüzgâr enerjisini elektrik enerjisine çevirebilmek için çeşitli rüzgâr türbinleri tasarlanıp tüm dünyada kullanıma sunulmuştur. Bu rüzgâr türbinleri içerisinde kullanıma en elverişli olanı ve en verimli olanı değişken hızlı rüzgâr türbinleridir. Rüzgâr türbinleri yapısı içerisinde rüzgârdan alınan enerjiyi elektrik enerjisine çeviren, yani generatör olarak çalıştırılan bir elektrik makinesi bulunmaktadır. Bu tez çalışmasında, rüzgâr türbinlerinde kullanılan elektrik makinelerinden olan ve son yıllarda kullanımı yaygınlaşan sabit mıknatıslı senkron makinenin güç elektroniği devreleri ile hız kontrolü ve belirlenen hızda generatör olarak çalışması Matlab/SİMULİNK programında gerçekleştirilmiştir. Tezin birinci bölümünde, yapılan literatür taraması sonucunda tez konusu ile ilgili yapılan çalışmalar hakkında kısa bilgiler, tezin amacı ve hipotez verilmiştir. İkinci bölümde ise rüzgâr enerjisi, rüzgâr türbinleri ve bu türbinlerde kullanılan senkron ve asenkron generatörler hakkında teorik bilgiler verilmiş ve bu generatörler avantajları ve dezavantajlarıyla birlikte kıyaslanmıştır. Üçüncü bölümde, bu tez çalışmasında kullanılan Sabit Mıknatıslı Senkron Generatörün (SMSG) yapısı, işlevi, çalışma mantığı, matematiksel modeli ile avantaj ve dezavantajları detaylı olarak anlatılmıştır. Dördüncü bölümde, SMSG?nin hız kontolünde kullanılan alan yönlendirmeli kontrol metodu anlatılmıştır. Ayrıca back to back dönüştürücü ile ilgili bilgiler verilip bu dönüştürücünün kontrolünde kullanılan PWM kontrol teknikleri detaylı bir şekilde anlatılmış ve Matlab/SİMULİNK?te simule edilmiştir. Beşinci bölüm konu ile ilgili simülasyon sonuçlarını kapsamaktadır. Alan yönlendirmeli kontrol metoduyla SMSG?nin hızı kontrol edilmiştir. Bu kontrol de inverter anahtarlamaları için Sinüsoidal PWM, Uzay Vektörü PWM ve Histerezis Akım Kontrolü PWM teknikleri ayrı ayrı kullanılarak simülasyon çalışması yapılmış ve elde edilen sonuçlar toplam harmonik distorsiyonu (THD), dinamik cevap, anahtarlama kayıpları v.s gibi özellikler açısından mukayese edilmiştir. Altıncı ve son bölümde ise yapılan bu tez çalışmasında uygulanan kontrol tekniklerindeki olumlu ve olumsuz sonuçlar belirtilmiştir.
Rüzgâr türbinlerinde kullanılan sabit mıknatıslı senkron generatörün back-to-back dönüştürücü ile hız kontrolü
Enerji verimliliği ve etkinliği açısından yenilenebilir enerji kaynaklarının kullanımı son yıllarda gittikçe önem kazanmaktadır. Bu enerji kaynaklarından biri de rüzgâr enerjisidir. Rüzgâr enerjisi başta çevre temizliği açısından olmak üzere güvenilirliği ve ucuzluğunun da gittikçe artmasıyla yaygın halde kullanılmaktadır. Fosil yakıtların elektrik üretimindeki katkısı tartışılmaz bir gerçektir. Fakat bu yakıtların giderek tükenmesi rüzgâr enerjisinin önemini daha da artırmaktadır. Özellikle Danimarka, Portekiz, İspanya ve Almanya gibi Avrupa ülkelerinde elektrik enerjisinin önemli bir bölümü rüzgârdan karşılanmaktadır. Türkiye?de ise şebekeye bağlı rüzgâr enerjisi ile elektrik üretimi 1998 yılında başlamış ve özellikle 2005 yılından itibaren 5346 sayılı ?Yenilenebilir Elektrik Kanunu?nun çıkmasından sonra kurulu güç ve enerji üretiminde her yıl %100?ün üzerinde artış göstererek 2011 yılı sonunda 1691,8 MW?a, 2012 sonu itibarıyla ise ülkemizdeki toplam kurulu gücün %4?üne tekabül eden 2261 MW?a ulaşmıştır [1], [2]. Rüzgâr enerjisini elektrik enerjisine çevirebilmek için çeşitli rüzgâr türbinleri tasarlanıp tüm dünyada kullanıma sunulmuştur. Bu rüzgâr türbinleri içerisinde kullanıma en elverişli olanı ve en verimli olanı değişken hızlı rüzgâr türbinleridir. Rüzgâr türbinleri yapısı içerisinde rüzgârdan alınan enerjiyi elektrik enerjisine çeviren, yani generatör olarak çalıştırılan bir elektrik makinesi bulunmaktadır. Bu tez çalışmasında, rüzgâr türbinlerinde kullanılan elektrik makinelerinden olan ve son yıllarda kullanımı yaygınlaşan sabit mıknatıslı senkron makinenin güç elektroniği devreleri ile hız kontrolü ve belirlenen hızda generatör olarak çalışması Matlab/SİMULİNK programında gerçekleştirilmiştir. Tezin birinci bölümünde, yapılan literatür taraması sonucunda tez konusu ile ilgili yapılan çalışmalar hakkında kısa bilgiler, tezin amacı ve hipotez verilmiştir. İkinci bölümde ise rüzgâr enerjisi, rüzgâr türbinleri ve bu türbinlerde kullanılan senkron ve asenkron generatörler hakkında teorik bilgiler verilmiş ve bu generatörler avantajları ve dezavantajlarıyla birlikte kıyaslanmıştır. Üçüncü bölümde, bu tez çalışmasında kullanılan Sabit Mıknatıslı Senkron Generatörün (SMSG) yapısı, işlevi, çalışma mantığı, matematiksel modeli ile avantaj ve dezavantajları detaylı olarak anlatılmıştır. Dördüncü bölümde, SMSG?nin hız kontolünde kullanılan alan yönlendirmeli kontrol metodu anlatılmıştır. Ayrıca back to back dönüştürücü ile ilgili bilgiler verilip bu dönüştürücünün kontrolünde kullanılan PWM kontrol teknikleri detaylı bir şekilde anlatılmış ve Matlab/SİMULİNK?te simule edilmiştir. Beşinci bölüm konu ile ilgili simülasyon sonuçlarını kapsamaktadır. Alan yönlendirmeli kontrol metoduyla SMSG?nin hızı kontrol edilmiştir. Bu kontrol de inverter anahtarlamaları için Sinüsoidal PWM, Uzay Vektörü PWM ve Histerezis Akım Kontrolü PWM teknikleri ayrı ayrı kullanılarak simülasyon çalışması yapılmış ve elde edilen sonuçlar toplam harmonik distorsiyonu (THD), dinamik cevap, anahtarlama kayıpları v.s gibi özellikler açısından mukayese edilmiştir. Altıncı ve son bölümde ise yapılan bu tez çalışmasında uygulanan kontrol tekniklerindeki olumlu ve olumsuz sonuçlar belirtilmiştir.
Rüzgâr türbinlerinde kullanılan sabit mıknatıslı senkron generatörün back-to-back dönüştürücü ile hız kontrolü
Enerji verimliliği ve etkinliği açısından yenilenebilir enerji kaynaklarının kullanımı son yıllarda gittikçe önem kazanmaktadır. Bu enerji kaynaklarından biri de rüzgâr enerjisidir. Rüzgâr enerjisi başta çevre temizliği açısından olmak üzere güvenilirliği ve ucuzluğunun da gittikçe artmasıyla yaygın halde kullanılmaktadır. Fosil yakıtların elektrik üretimindeki katkısı tartışılmaz bir gerçektir. Fakat bu yakıtların giderek tükenmesi rüzgâr enerjisinin önemini daha da artırmaktadır. Özellikle Danimarka, Portekiz, İspanya ve Almanya gibi Avrupa ülkelerinde elektrik enerjisinin önemli bir bölümü rüzgârdan karşılanmaktadır. Türkiye?de ise şebekeye bağlı rüzgâr enerjisi ile elektrik üretimi 1998 yılında başlamış ve özellikle 2005 yılından itibaren 5346 sayılı ?Yenilenebilir Elektrik Kanunu?nun çıkmasından sonra kurulu güç ve enerji üretiminde her yıl %100?ün üzerinde artış göstererek 2011 yılı sonunda 1691,8 MW?a, 2012 sonu itibarıyla ise ülkemizdeki toplam kurulu gücün %4?üne tekabül eden 2261 MW?a ulaşmıştır [1], [2]. Rüzgâr enerjisini elektrik enerjisine çevirebilmek için çeşitli rüzgâr türbinleri tasarlanıp tüm dünyada kullanıma sunulmuştur. Bu rüzgâr türbinleri içerisinde kullanıma en elverişli olanı ve en verimli olanı değişken hızlı rüzgâr türbinleridir. Rüzgâr türbinleri yapısı içerisinde rüzgârdan alınan enerjiyi elektrik enerjisine çeviren, yani generatör olarak çalıştırılan bir elektrik makinesi bulunmaktadır. Bu tez çalışmasında, rüzgâr türbinlerinde kullanılan elektrik makinelerinden olan ve son yıllarda kullanımı yaygınlaşan sabit mıknatıslı senkron makinenin güç elektroniği devreleri ile hız kontrolü ve belirlenen hızda generatör olarak çalışması Matlab/SİMULİNK programında gerçekleştirilmiştir. Tezin birinci bölümünde, yapılan literatür taraması sonucunda tez konusu ile ilgili yapılan çalışmalar hakkında kısa bilgiler, tezin amacı ve hipotez verilmiştir. İkinci bölümde ise rüzgâr enerjisi, rüzgâr türbinleri ve bu türbinlerde kullanılan senkron ve asenkron generatörler hakkında teorik bilgiler verilmiş ve bu generatörler avantajları ve dezavantajlarıyla birlikte kıyaslanmıştır. Üçüncü bölümde, bu tez çalışmasında kullanılan Sabit Mıknatıslı Senkron Generatörün (SMSG) yapısı, işlevi, çalışma mantığı, matematiksel modeli ile avantaj ve dezavantajları detaylı olarak anlatılmıştır. Dördüncü bölümde, SMSG?nin hız kontolünde kullanılan alan yönlendirmeli kontrol metodu anlatılmıştır. Ayrıca back to back dönüştürücü ile ilgili bilgiler verilip bu dönüştürücünün kontrolünde kullanılan PWM kontrol teknikleri detaylı bir şekilde anlatılmış ve Matlab/SİMULİNK?te simule edilmiştir. Beşinci bölüm konu ile ilgili simülasyon sonuçlarını kapsamaktadır. Alan yönlendirmeli kontrol metoduyla SMSG?nin hızı kontrol edilmiştir. Bu kontrol de inverter anahtarlamaları için Sinüsoidal PWM, Uzay Vektörü PWM ve Histerezis Akım Kontrolü PWM teknikleri ayrı ayrı kullanılarak simülasyon çalışması yapılmış ve elde edilen sonuçlar toplam harmonik distorsiyonu (THD), dinamik cevap, anahtarlama kayıpları v.s gibi özellikler açısından mukayese edilmiştir. Altıncı ve son bölümde ise yapılan bu tez çalışmasında uygulanan kontrol tekniklerindeki olumlu ve olumsuz sonuçlar belirtilmiştir.