Dielektrik dayanım testi için HV HIPOT tasarımı

Bu çalışmada, yüksek gerilim kablolarının üretim sonrası arızalarının tespiti ve kalite kontrolü için bir yüksek gerilim test cihazı tasarlanmıştır. Ayrıca kablolarda ezilme, kırılma ve bükülme nedeniyle oluşan arızaların tespiti için de kullanılmaktadır. Cihazın giriş gerilimi 3 faz 380V (AC), çıkış gerilimi 80-100kV (AC) olup, frekansı 20-400Hz arasında ayarlanabilir. Cihaz, Yüksek Voltaj (HV) yüksek potansiyel (HIPOT) olarak adlandırılır. HV HIPOT testleri, ürünün dielektrik dayanımını ölçerek yüksek voltajlı malzemenin izolasyonunu kontrol etmeyi amaçlar. Bu cihaz, 3 fazlı oto transformatör, AC-DC dönüştürücü, DC-AC dönüştürücü, Yüksek gerilim trafosu ve RLC rezonans tankını birleştirir. Güvenlik nedenleriyle, rezonans frekansını tespit ederken giriş voltajını 40V'a (AC) ayarlamak için bir oto transformatör kullanılır. Giriş AC voltajı, DC-AC dönüştürücüyü beslemek için üç fazlı bir tam dalga doğrultucu kullanılarak DC voltajına dönüştürülür. DC-AC dönüştürücü olarak sürücü kartı tasarlanmıştır. Sürücü kartı bir güç çevirici, kontrol ve ölçüm devresinden oluşur. İnvertör kısmında akıllı güç modülü (IPM) ve dijital sinyal denetleyici (DSPIC33FJ64MC204) kullanılmaktadır. DSPIC, çıkış voltajı ve akım ölçüm değerine göre 20-400Hz taşıyıcı frekansında bir PWM sinyali üretir ve bunu IPM'ye uygular. İnvertör, RLC rezonans devresini beslemek için kullanılan yüksek voltaj transformatörünü besler. Rezonans devresinin hesaplanan R, L ve C değerlerine göre çıkış geriliminin Q kazanç oranı belirlenir. Daha sonra çıkış voltajı, izolasyonu test etmek için malzemeye uygulanır ve sürücü akımın aktığını gözlemler. Akan küçük bir akımla bile rezonans bozulur, bu nedenle kablolar iyi yalıtılmaz ise test başarısız olur. Sunulan sistem MATLAB/Simulink kullanılarak modellenmiş ve incelenmiştir. Simülasyon sonuçları, önerilen devrenin yüksek kararlılık ve verimlilik sunduğunu doğrulamaktadır. Anahtar Kelimeler: Yüksek Potansiyel, Izolasyon Testi, DC-AC Dönüştürücüsü, Frekans modulasyonu, RLC Rezonant Tankı