207
Archived Theses
0
DOIs Assigned
0%
DOI Rate
Discipline
Rotatif krayojenik soğutucular için fırçasız doğru akım motoru tasarımı ve optimizasyonu
Ülkemizde savunma sanayinde kullanılan termal görüntüleme cihazları ve alt parçaları ithal edilmektedir. Savunma gibi kritik bir alanda yerli teknolojilerin geliştirilmesi gerekmektedir. Bu amaçla, bu tez çalışmasında askeri envanter de bulunan krayojenik soğutucular için fırçasız doğru akım motorunun tasarımı ve çıkış parametrelerinin optimizasyonu gerçekleştirilmiştir. İlk olarak ANSYS Maxwell Rmxprt paket programı kullanılarak motorun analitik hesapları yapılmıştır. Çıkış büyüklüklerini etkileyen kaykı, kutup yayı ofseti, kutup yayı oranı ve mıknatıs kalınlığı parametrelerinin optimizasyonu gerçekleştirilmiştir. Optimizasyon sonuçlarına göre elde edilen modelin 2 boyutlu ve 3 boyutlu sonlu elemanlar analizleri gerçekleştirilmiştir. Çalışmadan elde edilen sonuçlara göre kutup yayı ofseti 2,5 mm, kutup yayı değeri 0,64, kaykı miktarı 0,5 ve mıknatıs kalınlığı 2,2 mm olarak belirlenmiştir. Bu çalışma ile milli cihaz tasarım kabiliyetine katkı sağlanması ve termal görüntüleme alanındaki rekabet gücünün arttırılması amaçlanmıştır.
Renkli görüntülerin bağıntı matrisine dayalı ayrıştırılması ve kenar algılama
Bu tez çalışmasında, bağıntı matrisine dayalı olarak renkli sayısal görüntülerin bölgelere ayrıştırılması ve kenar belirleme işlemi eş zamanlı olarak yapılmıştır. Üç boyutlu renk uzayına sahip olan görüntüler, bağıntı matrisi yardımıyla tek boyutlu renk uzayına dönüştürülerek, benzer pikseller beyaz ile farklı pikseller ise siyah renkle gösterilmiştir. Piksellerin benzerliği, üç farklı benzerlik fonksiyonu ile elde edilerek, her fonksiyon için bölge ayrıştırma ve kenar algılamaya ait sonuçlar verilmiştir. Bölge ayrıştırmada üssel fonksiyon ile daha iyi sonuçlar elde edilirken, kenar belirleme bölümünde ise lineer ve üssel fonksiyonlar ile temiz ve belirgin kenarlar oluşmuştur.
Grafik sistemleri için FPGA cihazlarında çalışmak üzere tasarlanmış matris çarpım motoru
Bilgisayar grafiklerinde, üç boyutlu (3B) dönüşümlerde, animasyon sahnesindeki dönüşüme uğrayan nesne sayısı ve bu nesneleri tanımlamada kullanılan nokta sayısı arttıkça dönüşümü hesaplamak için çok fazla CPU zamanı gerekmektedir. Sonuçta, özellikle gerçek zamanlı grafik uygulamalarının hesaplanması imkânsız hale gelmektedir. Bu çalışmada, FPGA (Alan Programlanabilir Kapı Dizileri) çiplerini kullanarak üç boyutlu dönüşümleri hızlandırmak için donanım modülleri tasarlanmıştır. Tasarlanan modüller gerçek veri üzerinde işlemler yapılarak test edilmiş ve modüllerin ürettiği sonuçların doğrulanması yapılmıştır. Modüllerin veri işleme hızı değişik bilgisayarlarla karşılaştırılmıştır. Karşılaştırma sonuçları göstermiştir ki, tasarlanan modüller kullanılarak üç boyutlu grafik dönüşümleri 12 kata kadar daha hızlı gerçekleştirilebilmektedir.
Bismut tabanlı süperiletken tel şeritlerin üretilmesi: Magnet sarımı ve karekterizasyonu
Bu çalışmada, yüksek sıcaklık süperiletkenlerinin genel olarak tarihi gelişiminin incelenmesinin ardından süperiletkenliğin anlaşılmasında temel olan tanımlar anlatılmış ve tezin ana konusu olan, BSCCO tabanlı süperiletken malzeme, gümüş borulara çeşitli yöntemler ile doldurulmuştur. Doldurulan bu gümüş borular değişik hadde çaplarda inceltilerek tel haline getirilmiş, tel halindeki gümüş borular büyük haddede ezilerek şerit formuna sokulmuştur. Süperiletken şeritler çeşitli kimyasal karışımlar ile yalıtılmış ve bu yalıtılmış şeritlerin 77 Kelvin de I-V karakterizasyonu incelenmiştir. Şeritler bir bobin şekline getirilerek normal koşullarlarda ve 77 Kelvin de I-V karakterizasyon incelemeleri yapılmıştır.
Özelleştirilebilir imlaya sahip yeni ve esnek nesne tabanlı bir programlama dili geliştirme
İnsan kaynaklarının etkin kullanımı, bir yazılım projesinde en önemli gereksinimidir. Proje ekibinin tüm fertleri, yazılımın yapılacağı dilin neredeyse tüm detaylarına hakim olmalı ve imla problemlerinin çabucak üstesinden gelebilmelidir. Fakat bilişim şirketleri ve yazılım merkezleri çoğu zaman aynı dili bilen yeterli insan kaynağına sahip olamaz. Bu çalışmanın temel amacı farklı Programlama Dili geçmişi olan programcıların programlama alışkanlıklarını değiştirmeden kod üretmeleridir. Bu maksatla yeni bir Programlama Dili Altyapısı olan Cezve tasarlandı ve oluşturuldu. Cezve, özelleştirilebilir programlama dillerinie ev sahipliği yapmak için tasarlandı. Java Sanal Makinesi (JVM) üzerinde koşan dil alt yapısı, programcıların istekleri doğrultusunda özelleştirilebilir. Cezve kullanıcıları kendi dillerini tasarlayabilir ve programlama alışkanlıklarını değiştirmeden tasarladıkları dili kullanabilirler.Cezve bütünleşik bir ağaç ayrıştırıcı ve bir çok yönetici sınıfı içermektedir. Dil altyapısının desteklediği ağaç yapısı gözetilerek varolan Programlama Dilleri özelleştirilebilir veya baştan yeni bir Programlama Dili oluşturulabilir. Çalışmamız süresince dil özelleştirme mekanizmasını göstermek için Javy adında örnek bir programlama dili oluşturulmuştur. Dil altyapısının çalışma mekanizmasını göstermek adına örnek bir Programlama Dili oluşturulmuştur. JavaScript, Python, Ruby, Perl gibi dillerin bazı güzel özellikleri Javy'ye eklenmiştir.
Üç-fazlı asenkron motorun mikrodenetleyici tabanlı açık çevrim skaler hız denetimi
Asenkron motorların düşük maliyet, az bakım gerektirme, dayanıklılık ve yüksek verim gibi özellikleri nedeniyle, asenkron motor sürücüleri (ayarlanabilir hızlı sürücüler) günümüz endüstrisinde çok yaygın olarak kullanılmaktadır. Bilindiği gibi, asenkron motor sürücülerinin en önemli kısmını eviriciler oluşturmaktadır. Evirici, doğru gerilimden alternatif gerilim elde etmek ve bu alternatif gerilimin genlik ve frekansını denetlemek amacıyla kullanılmaktadır. Evirici ile bu işlemlerin gerçekleştirilmesi için çeşitli darbe genişlik ayarı (DGA) yöntemleri kullanılmaktadır.Eviriciler beslenme şekillerine göre gerilim ara devreli (GADE) ve akım ara devreli (AADE) olmak üzere iki ana sınıfa ayrılmaktadır. Asenkron motorların hız denetimi için genellikle GADE kullanılmaktadır. Eviricilerin denetiminde kullanılan DGA yöntemleri, eviricinin çıkış performansını doğrudan etkilemektedir. DGA yöntemlerinin en çok bilineni sinüzoidal darbe genişlik ayarı (SDGA) yöntemidir. Mikroişlemci teknolojisindeki gelişmeler sayesinde, uzay vektör darbe genişlik ayarı (UVDGA) yöntemi, günümüzde en çok kullanılan DGA yöntemi haline gelmiştir. Bu yöntem, SDGA yöntemi ile kıyaslandığında, daha verimli doğru akım (DA) bara gerilimi kullanımı, harmonik performansı ve düşük anahtarlama kayıpları gibi belirli üstünlüklere sahiptir.Bu tez çalışmasında, tipik bir üç-fazlı asenkron motorun GADE kullanılarak SDGA ve UVDGA yöntemleri ile mikrodenetleyici tabanlı açık çevrim skaler hız denetimi deneysel olarak gerçekleştirilmiştir. Her iki yöntemde, evirici çıkışındaki faz gerilimi ve hat akımları Hall-effect gerilim ve akım algılayıcıları ile ölçülerek örneklenmiştir. Elde edilen sonuçlardan, her iki yöntemdeki; gerilim ve akımdaki harmonik dağılımları, Toplam Harmonik Bozunum (THB)' lar ve temel dalga genlikleri birbirleri ile karşılaştırılmıştır. Deneysel çalışmalar sonucunda, UVDGA yönteminin SDGA yöntemine göre daha üstün harmonik performansına ve daha verimli DA bara gerilimi kullanımına sahip olduğunu görülmüştür.
Dalgacık dönüşümü ile EKG sinyallerinin işlenmesi ve özellik çıkarımı
Bu çalışmada Normal, Rbbb, Lbbb ve Pace olmak üzere dört grup EKG datası incelenmiştir. Dataların dönüşüm işlemlerinde Dalgacık ve Fourier dönüşümleri kullanılmıştır. Bilgilerin daha az veri ile temsil edilmesiyle sınıflandırma işlemleri çok kısa sürede yapılabilir hale gelmiştir.Dalgacık Dönüşümü ile ham datalardan elde edilmiş özellik vektörleri ortalama %72 gibi bir başarımla sınıflandırılmışlardır. Fourier Dönüşümleri ile de başarılı sonuçlar elde edilmiş, fakat özellik vektörü veri sayısı dalgacık dönüşümüne göre üç kat daha fazla olduğundan hesap yükü fazlalaşmış ve sınıflandırma süresi yaklaşık üç kat artmıştır.Anahtar Kelimeler: Dalgacık Dönüşümü, Sinyal Analizi, EKG, Özellik Çıkarımı.
Sayısal görüntüye veri gömmek ve ayrıştırmak için FPGA tabanlı donanım modülü tasarımı
Bu çalışmada özel amaçlı Alan Programlanabilir Kapı Dizileri ( Field Programmable Gate Array FPGA) kullanılarak eski bir veri gizleme sanatı olan Steganografi tekniğinin en anlamsız bit (Least Significant Bit LSB) metodunun gerçekleştirilmesine yönelik modüller tasarlanmıştır. LSB metodu resimlerin kırmızı, yeşil, mavi ( Red, Green, Blue RGB) bileşenlerinin sayısal olarak ikilik değerlerinin en anlamsız bitlerini kullanır. Bu en anlamsız bitler gizlenecek olan veri ile yer değiştirir. Bu gibi işlemler programlama dilleri kullanılarak yazılmış programlarla yapılırken uzun zaman almaktadır. Bu yüzden bilgisayarın işlemcisinin yükünü azaltmak ve saldırıya açık programlardan izole etmek amacıyla bu veri gizleme işlemi için FPGA modülleri tasarlanmıştır. Ayrıca işlemlerin daha kolay anlaşılabilmesi ve veri gizlemeden sonraki sonuçları rahat görebilmek amacıyla program Matlab'ın Gui'si kullanılarak simüle edilmiştir.
İnsansız hava araçları için lineer elektromanyetik fırlatıcı sistem tasarımı ve optimizasyonu
Elektromanyetik fırlatıcı sisteminde kullanılan çeşitli motor tipleri; tek taraflı lineer indüksiyon motor, çift taraflı lineer indüksiyon motor, sabit mıknatıslı lineer senkron motor ve sabit mıknatıslı fırçasız doğru akım motorudur. Bu tez çalışmasında, insansız hava araçları için mekanik fırlatma sistemlerine alternatif olarak elektromanyetik bir fırlatıcı sisteminde kullanılmak üzere tek taraflı lineer indüksiyon motor tasarlanmıştır. Doktora tez çalışmasında tasarlanan motor özellikleri 3 fazlı, 8 kutuplu, 380 V, 6 m/s, yükü 5,84 kg (maksimum 40 kg) ve itme kuvveti 409,55 N'dur. Yapılan tasarımın klasik fırlatıcılara karşı yeni bir alternatif sunması beklenmektedir. Bu çalışmanın amacı fırlatma maliyetlerini azaltmak ve mobil bir fırlatma sistemi oluşturmaktır. Bu amaç için tasarlanan örnek motor tasarım parametreleri ve geometrik boyutlandırma eşitlikleri tezde sunulmuştur. Motorun geometrik boyutlarını hesaplayabilmek için analitik hesaplama yapabilen bir program geliştirilmiştir. Program, geliştirilen algoritma ile iteratif olarak en iyi geometrik boyut değerlerini elde etmeye çalışmaktadır. Çalışmada eşdeğer devre modeli kullanılarak fırlatma performansını geliştirmek için boyut optimizasyonu yapılmıştır. Boyut optimizasyon programı algoritmasında geliştirilen bu iteratif yapı kullanılmıştır. Amaç fonksiyonu, tasarım parametrelerinden verim, güç faktörü ve sistem ağırlığında denenmiş ve fırlatma performansına etkileri incelenmiştir. Elde edilen sonuçlar iki boyutlu sonlu elemanlar analizinde değerlendirilmiştir. Elde edilen benzetim sonuçları ve yazılımı gerçekleştirilen program sonuçları kıyaslanmış ve motor boyutuna dair elde edilen değerler ile motor imalat çizimleri hazırlanmıştır.
Retina görüntülerinin ayrıştırılması
Bu tez çalışmasında, sayısal retina görüntülerinden retina damarlarını, optik sinirleri, optik disk ve cup alanlarının ayrıştırılması üzerinde çalışılmıştır. Tezde kenar belirleme filtreleri hakkında bilgi verilmiştir. Damarların ayrıştırılmasında kullanılan 7*7'lik filtreler tanıtılmıştır. Optik disk ve cup alanlarının bulunmasında kullanılan K-Means kümeleme algoritması anlatılmıştır. Sonraki aşamada damarların, optik sinirlerin ayrıştırılmasından elde edilen sonuçlar ile optik disk ve cup alanlarının ayrıştırılmasından elde edilen sonuçlar birleştirilmiştir. Böylece sonuç resmi elde edilmiştir. Sonuç resmi ekrana yazdırılmış ve istenildiğinde resim dosyası olarak kayıt edilebilmesi sağlanmıştır. Retina yapısı ile ölçülmesi hedeflenen alanlar ve bu alanların birbirine oranları bulunmuştur. Elde edilen veriler ekrana yazdırılmış ve gerektiğinde excel dosyası olarak kayıt edilebilmesi sağlanmıştır. Bu işlemler MATLAB yazılımı ve MATLAB kullanıcı ara yüzü kullanılarak yapılmıştır. Tasarlanan ara yüz sayesinde yapılan işlemler görselleştirilmiş ve geliştirilen yazılımın kullanımı kolaylaştırılmıştır.
İki kanal saf ton dijital odyometre tasarımı
Bu çalışmada, temel işitme testlerinde kullanılan saf ton, frekans modülasyonlu ve maskelemede kullanılan beyaz gürültü ile pembe gürültü ses sinyallerini iki ayrı kanaldan üretebilen odyometre tasarımı ve üretimi gerçekleştirilmiştir. Odyometrede ses sinyallerin şiddet kontrollü dijital ortamda tümleşik devrede gerçekleştirilmiştir. Tez çalışmalarında geliştirilen mimari cihazın geliştirilmesine olanak sağlayan modüler özellikler içermektedir. Odyometre için özel anahtarlamalı mod güç kaynağı tasarlanmış olup hat yoluyla gelebilecek gürültüler engellenmiştir. Odyometreyi besleyen güç kaynağı cihaz dışına alınmış, bu sayede cihazın çıkış sinyallerindeki sinyal gürültü oranı iyileştirilmiştir. Elde edilen çıkış sinyalleri Maico firmasının MA53 model saf ton odyometresinin çıkış sinyalleri ile karşılaştırılmıştır. Cihaz tasarım ve üretim özelliklerinin belirlenmesinde TS 9595-1 EN 61645-1 (Elektroakustik ? İşitme Cihazları ? Bölüm 1: Saf Ton Odyometreler) standartları referans alınmıştır.
Yenilenebilir enerji kaynakları için tek aşamalı MPPT denetimli çok seviyeli eviricinin gerçekleştirilmesi
En yaygın kullanılan yenilenebilir enerji kaynağı fotovoltaik sistemlerdir. Yapılan çalışma ile yenilenebilir enerji kaynaklarından olan güneş pillerinin ürettiği DA enerjisini genel şebekeye aktarabilmek amacıyla üç fazlı, üç seviyeli, tek kademeli ve şebeke etkileşimli evirici tasarlanmış ve uygulanmıştır. Evirici, küçük değişikliklerle rüzgârdan elektrik enerjisi üreten sistemler için de kullanılabilir durumdadır. Gerilim kaynaklı ve akım denetimli olarak tasarlanan eviricinin referans akımının değeri en yüksek güç noktasını izleme alt programı ile belirlenmekte ve böylece güneş pillerinden anlık olarak elde edilebilecek en yüksek güç çekilebilmektedir. En yüksek güç noktasının izlenmesi işlemi uyarlanmış artan iletkenlik yönteminin uygulandığı tek kademeli evirici ile gerçekleştirilirken akım denetimi için PI denetleyici kullanılmıştır. Benzetim ve deneysel çalışmalardan elde edilen sonuçlar karşılaştırıldığında uyumlu oldukları, eviricinin birim güç faktöründe şebekeye enerji aktardığı ve evirici çıkış akımı toplam harmonik bozulumu seviyesinin %3,8 olduğu görülmüştür. Bu değer uluslararası standartlarda belirtilen sınırlar içerisindedir. Ayrıca tasarlanan tek kademeli sistemin toplam verimi %93,08 olarak ölçülmüştür. Önerilen sistem ile ikinci bir DA/DA çevirici kullanılmasına gerek kalmadan ve en yüksek güç noktası izlenerek güneş pillerinden üretilen enerjinin şebekeye aktarılması sağlanmıştır.
Güç sistemlerinde kararlılık analizi için PID kontrolör parametrelerinin genetik algoritma kullanarak belirlenmesi
Günümüzde teknolojinin ilerlemesi ile birlikte kaliteli ve güvenilir enerji talebi giderek artmaktadır. Bu yüzden elektrik enerjisi belirli sınır değerleri içerisinde sabit gerilim ve frekans değerinde tüketiciye iletilmek zorundadır. Bu durum elektrik güç sistemlerinde kararlılık problemini ortaya çıkarmaktadır.Elektrik enerjisinin üretimi tüketicinin elektrik enerjisi talebine göre senkron generatörler tarafından karşılanmaktadır. Elektrik güç sistemleri enterkonnekte bir yapıya sahip oldukları için sistemdeki tüm generatörlerin senkronizmada kalması istenilmektedir. Sistemde meydana gelebilecek küçük veya büyük bozucu etki sonrasında senkron generatörlerin açısal hızlarında ve rotor açılarında salınımlar ortaya çıkmaktadır. Bu salınımların sönümlenmesini sağlamak için güç sistemlerinde otomatik gerilim regülatörü ve güç sistemi kararlı kılıcısı gibi denetleyiciler kullanılmaktadır. Bu denetleyicilerin verimli bir şekilde kullanılması üzerine birçok araştırma yapılmaktadır.Bu çalışmada tek makineli sonsuz baralı bir güç sisteminde farklı çalışma koşulları altında PID kontrolör parametreleri genetik algoritma (GA) ile belirli sınır değerleri içinde optimize edilmiştir. Benzetim çalışmalarında GAPID kontrolörün performansı klasik güç sistemi kararlı kılıcısı (KGSKK), PID denetleyicisi, bulanık mantık (BM) denetleyicisi ve parametreleri GA ile optimize edilmiş güç sistemi kararlı kılıcısı (GSKK) ile karşılaştırılmıştır. GAPID denetleyici ile küçük bozunum koşulları altında daha iyi performans elde edilmiştir.
Işığın kırılma kanunu tabanlı görüntü işleme
Görüntü işleme konusu, önemi ve uygulama alanı oldukça hızlı gelişen bir konu haline gelmiştir. Tıp, güvenlik, endüstri, yeryüzü bilimleri, tarih, sanat ve diğer birçok alanda görüntü işleme uygulamaları karşımıza çıkmaktadır. Bu tez çalışmasında görüntü işleme konusuna yeni bir bakış açısı getirilerek, ışığın kırılma kanunu tabanlı yeni bir algoritma geliştirilmiştir. Gerçekleştirilen yeni algoritma temelde piksellerin birbirleriyle olan benzerlik değerlerini bulmaya yöneliktir. Benzerlik oranı hesaplanırken fiziksel bir olay olan ışığın kırılmasından faydalanılmıştır. Işık saydam bir levhaya gelip, kırıldıktan sonra, ortama girdiği doğrultuda ortamdan çıkar. Bununla birlikte, ışığın geliş ve kırılma açısının farklı ortamlarda farklı değerlerde olması sonucunda, çıkışta paralel bir kayma meydana gelir. Bu kayma miktarı benzerlik ölçümünde kullanılmıştır. Kenar belirleme işlemi yapılırken görüntüdeki her bir piksel için benzerlik ilişki matrisi oluşturulur ve bu matristeki en büyük değer seçilerek görüntüde yerine yerleştirilir. Böylece görüntünün kenar haritası elde edilmiş olur. Bölütleme işleminde de aynı şekilde pikseller arasındaki benzerlik değerleri bulunarak her bir piksel için belirlenen bir eşik değeri ile karşılaştırılır. Bu karşılaştırma sonucunda ilgili piksel etiketlenir ve benzerlerinin bulunduğu bir bölgeye dahil edilir. Burada dikkat edilmesi gereken husus bir bölgeye dahil edilen pikselin pozitif bir etiket alması ve aynı pikselin başka bir bölgeye daha dahil edilmemesidir. Üzerinde hiç işlem yapılmamış olan bir pikselin etiket değeri negatiftir.Bu tezde önerilen yöntem karmaşık hesaplar içermemesi bakımından avantajlıdır. Yöntem literatürde bilinen bazı görüntüler üzerinde test edilmiştir. Alınan sonuçlar yöntemin tatmin edici olduğunu göstermektedir. Önerilen bu yöntem, bundan sonra yapılacak görüntü filtreleme çalışmalarında kullanılabilir.
Rüzgar santralinde gerilim ve güç kontrolünün facts cihazları ile incelenmesi
Bu çalışmada şebekeye bağlı olarak çalışan rüzgar santralinde yük barası gerilim aktif güç ve reaktif güç değişimleri Esnek AC İletim Sistemi (FACTS) cihazları ile incelenmiştir. Çalışılan sistemde FACTS cihazları olarak Statik Senkron Kompanzatör (STATCOM) Statik Var Kompanzatör (SVC), Statik Senkron Seri Kompanzatör (SSSC) ve Tristör Kontrollü Seri Kompanzatör (TCSC) kullanılmıştır. Rüzgar santralinde generatör olarak Çift Beslemeli Asenkron Generatör (ÇBAG) kullanılmıştır. Çalışmalar Matlab/Simulink ortamında gerçekleştirilmiştir. Aktif-reaktif yük modellerinde yük barasındaki gerilim, aktif güç ve reaktif güç değişimleri şekiller ve tablolar halinde sunulmuştur. Yapılan çalışma sonucunda, rüzgar santralinde FACTS cihazlarının kullanılması ile sistemde oluşabilecek kararsızlık durumlarının kısa süre içerisinde iyileştirildiği görülmüştür.
Güç sistemlerinde yapay arı kolonisi algoritması ile reaktif güç optimizasyonu
Günümüzde elektrik enerjisi vazgeçilemez bir hale gelmiştir. Teknolojinin gelişmesiyle birlikte elektrik enerjisi ile çalışan gereçler artmaktadır. Ayrıca gelişmekte olan ülkelerdeki hızlı sanayileşmeyle birlikte de güç sistemlerinde iletim hatlarından çekilen güç miktarı artmaktadır. İletim hatlarından çekilen gücün artmasıyla bazı problemlerde beraberinde gelmektedir. Bu sorunlardan biride hatlardaki aktif güç kayıplarının artmasıdır. Bu sorun reaktif güç optimizasyonu (RGO) ile minimuma indirilmeye çalışılmaktadır. Ayrıca son yıllardaki çalışmalarda aktif güç kayıplarının minimizasyonunda kontrol değişkenlerinin değişimi gerilim sapmaları ve maliyet fonksiyonlarını da ön plana çıkarmıştır. Bu çalışmada reaktif güç optimizasyonu hem aktif güç kayıplarının azaltılması hem de aktif güç kayıpları, gerilim sapmaları ve VAr kaynaklarının maliyet fonksiyonlarının minimizasyonu açısından incelenmiştir. Sistem değişkenlerinin optimize edilmesiyle aktif güç kayıplarının en aza indirilmesi çalışılmıştır. Ülkemizde tam anlamıyla bu konuda çalışma bulunmamasına rağmen dünyanın birçok yerinde örnek ve gerçek sistemler üzerinde RGO yapılmıştır. RGO'nun gerçekleştirilmesinde özellikle son yıllarda sezgisel optimizasyon yöntemleri kullanılmaktadır. Bu çalışmada da sezgisel yöntemlerden Yapay Arı Kolonisi (YAK) kullanılmıştır. RGO da kullanılan değişkenler, kısıtlar, amaç fonksiyonları verilmiştir. YAK algoritması örnek problem ile açıklanmıştır.
Kapasitör uyarmalı asenkron generatörün optimal kapasitesinin hibrit genetik algoritma ile belirlenmesi
Bu çalışmada küçük güçlü ve şebekeden bağımsız rüzgar santrallerinde kullanılan kapasitör uyartımlı asenkron generatörün, değişen yük koşullarında ihtiyaç duyduğu kapasitör miktarı analiz edilmiştir.İlk olarak yenilenebilir enerji kaynaklarının öneminden bahsedilerek, bunların arasında da rüzgar enerjisine dikkat çekilmiştir. Ayrıca Dünyadaki ve Türkiye'deki rüzgar enerjisi potansiyeli ve faydalanma imkanlarından bahsedilmiştir.İkinci olarak, kendinden uyartımlı asenkron generatörlerin rüzgar enerjisi sistemlerindeki uygulama alanlarından ve bunların araştırılması gereken yönlerinden bahsedilmiştir. Aynı zamanda literatür taraması yapılarak bugüne kadarki uygulamalar hakkında bilgiler verilmiştir.Genel kısımlar bölümünde, ilk olarak rüzgar enerjisindeki mevcut güçten bahsedilmiştir. Sırasıyla rüzgar türbini çeşitleri, rüzgar türbininin yapısı, rüzgardan maksimum enerjinin elde edilmesi ve asenkron makinaların yapısına değinilmiştir. Daha sonra asenkron generatörün çalışma prensibi açıklanarak asenkron makinanın eşdeğer devresi ve kapasitör uyartımlı asenkron generatörlerin uyartım gereksiniminden bahsedilmiştir. Bununla birlikte asenkron generatörün uyartımı için kullanılacak kondansatörün bir minimum ve maksimum değerinin olduğuna dikkat çekilmiştir.Asenkron generatörün sürekli durum analizi bölümünde, kullanılan asenkron generatör ve deney düzeneği, elde edilen verilerin hesaplanmasında kullanılan Newton-Raphson, sayısal türev, genetik algoritmalar yöntemleri anlatılmıştır.Bulgular bölümünde, değişken yük ve kapasitör değerlerine ait veriler ve bu verilerin elde edilmesine ait aşamalar sunulmuştur.Sonuçlar bölümünde, değişen koşullarda asenkron generatörün davranışları, verimli ve kaliteli bir enerjinin elde edilebilmesi için önerilerde bulunulmuştur.
Trakya bölgesi yük akışı analizinin farklı yazılımlarla gerçekleştirilmesi
Bu tez çalışmasında, 114 baralı 154 ve 380 kV'luk gerilimlerden oluşan Trakya bölgesi enter-konnekte güç iletim sisteminin yük akışı analizi, bilgisayar ortamında farklı yazılım programları kullanılarak gerçekleştirilmiştir. Gerçekleştirilen yük akışı analizi ile, Trakya bölgesinin; enerji iletim hatlarından akan aktif ve reaktif güçler, hatlarda oluşan kayıplar, baraların gerilim ve açıları, transformatör güçleri, generatör ve yüklerin aktif ve reaktif güç değerleri incelenmiştir.Yük akışı analizleri, Matlab programı altında çalışan MatPower 4.0b4 ve PSAT 2.1.2 yazılım programları ile gerçekleştirilmiştir. Farklı iki programla yapılan yük akışı analizi sonuçları; kolaylık, zaman, hassasiyet v.b. açılardan karşılaştırılmış ve birbirlerine göre avantajları ve dezavantajları belirlenmiştir. Böylece, ileriye dönük güç iletim şebeke planlanmalarında önemli bir aşama olan mevcut şebeke yük akışı analizinde farklı yazılımların üstünlüklerinden yararlanmak mümkün olacaktır.Çalışmada kullanılan Trakya bölgesine ait veriler, TEİAŞ İletim Planlama ve Koordinasyon Müdürlüğü'nden temin edilmiştir.
Modern meyve (Bodur kiraz) yetiştiriciliğinde güneş enerjili akıllı damla sulama sistemi tasarımı
Bu tezde, yenilenebilir enerji kaynaklarının kullanımının yaygınlaştırılması, uygulanabilirliğinin arttırılması, enerji ve su tüketiminin optimizasyonu için topraktaki nem değeri referans alınarak bir damla sulama sisteminin kontrolü sağlanmıştır. Arazi içindeki ağaçların su ihtiyacına bakılmaksızın gerçekleştirilen klasik sulama sistemleri, bahçenin bir bölümünün aşırı sulanmasına diğer bölgelerinin ise yetersiz sulanmasına yol açarken aslında su ve enerji veriminin düşmesine neden olmaktadır. Bu çalışmada, Yapay Sinir Ağları (YSA) ile elde edilen arazi içindeki nem dağılımı kullanılarak yeri ve sayısı Genetik Algoritma (GA) ile tespit edilen nem sensörleri ile sulamanın kontrol edilmesi sağlanmıştır. Radyo frekansı ile haberleşen 15 adet nem sensörü ile elde edilen hacimsel su oranı değerleri YSA ile eğitilerek arazinin nem dağılım haritası çıkarılmıştır. Dağılım haritası üzerinde optimum enerji ve su tüketimi sağlamak için kullanılacak sensör sayısı ve bu sensörlerin konulacağı noktaların optimizasyonu GA ile elde edilmiştir. Geliştirilen sistemin, günlük su ve enerji tüketimini %36 oranında azalttığı görülmüştür.Anahtar Sözcükler : Damla Sulama, Güneş Enerjisi, Bodur Kiraz, Toprak Nem Sensörü, Yapay Sinir Ağları, Genetik Algoritma
Bilgisayar grafikleri için fpga tabanlı üçgen doldurma modül dizaynı
Bilgisayar grafiklerinde poligon rendering (giydirme-kaplama) işlemi yüzeyleri matematiksel olarak poligonlarla tanımlanmış animasyon objelerinin renklendirilme işlemidir. Grafik sahnesindeki nesne sayısı ve bu nesneleri tanımlama kullanılan poligon sayısı arttıkça render işlemi içini gerekli olan CPU zamanıda katlanarak artmaktadır ve genel amaçlı bilgisayarlar rendering işleminde yetersiz kalmaktadırlar. Bu durum karşısında gelişmiş grafik kartlarının, grafik işlemler için tasarlanmış özel amaçlı bilgisayarların, daha hızlı işlemcilerin ya da paralel işlemcilerin kullanılması gibi farklı yaklaşımlar geliştirilmiştir. Ancak bu yöntemlerde yüksek maliyetler gerektirmekte ve her zaman istenen performans elde edilememektedir. Bu çalışmada yukarıda bahsi geçen yaklaşımlara bir alternatif olarak rendering işlemini gerçekleştimek üzere Alanda Programlanabilir Kapı Dizileri (Field Programmable Gate Array (FPGA)) yongaları üzerinde çalışabilecek tam sayı tabanlı iki farklı donanım modülü tasarlanmıştır. Birinci modül Yarı Alan denkleminden yararlanılarak oluşturulmuştur ve koordinatları verilen verilen üçgeni tek renk ile doldurmaktadır. İkinci modül ise Doğru Denkleminden yararlanılarak oluşturmuştur ve üçgenin içini köşe noktaların renk bilgisine göre tonlama yaparak doldurmaktadır. Tasarlanan modüller, rastgele oluşturulmuş test üçgenleri kullanılarak test edilmiştir. Modüllerin verilen üçgenleri render etme süreleri genel amaçlı bilgisayralar üzerinde çalışan ve C++'da oluşturulan yazılım versiyonları ile karşılaştırılmıştır. Sonuçta genel amaçlı bilgisayarlara göre birinci modülün 31 kata kadar, ikinci modülün ise 17 kata kadar değişen oranlarda daha hızlı rendering yaptığı görülmüştür.
Üç fazlı asenkron motorun skaler ve vektörel hız denetimi
Asenkron Motor (ASM)'ların, diğer elektrik motorlarına göre; düşük maliyet, az bakım gerektirme, uzun ömür ve yüksek verim gibi önemli üstünlükleri nedeniyle ASM sürücü sistemleri günümüz endüstrisinde yaygın olarak kullanılmaktadır. Basit ve kolay uygulanabilir yapısı dolayısıyla en iyi bilinen ASM hız denetim yöntemi skaler hız denetim (SHD) yöntemidir. Bu yönteme v/f denetimi de denilmektedir. SHD yöntemi, ASM'a uygulanan gerilimin frekansa oranının dolayısıyla hava aralığındaki manyetik akının sabit tutulması esasına dayanmaktadır.Bununla birlikte, diğer bir hız denetim yöntemi ise, kısaca vektör denetim olarak da bilinen, Alan Yönlendirmeli Hız Denetim (AYHD) yöntemidir. AYHD skaler hız denetimine göre daha karmaşık olmasına rağmen, genel olarak daha yüksek bir performansa sahiptir. Bu nedenle, konum denetimi v.b. yüksek performans gerektiren ASM sürücü uygulamalarında yaygın olarak tercih edilmektedir.Bu çalışmada, dolaylı rotor alanı yönlendirmeli hız denetim (DRAYHD) ve SHD yöntemleri ile sürülen üç-fazlı bir ASM' un matematiksel modellemesi yapılmış ve benzetim tabanlı karşılaştırmalı performans analizi sonuçları sunulmuştur. Sürücü sisteminde, ASM' u besleyen üç fazlı akımlar ve rotor hızı ölçülebilir ve geri beslenebilir kabul edilmiştir. Hız denetleyici olarak bir oransal-integral (PI) denetleyici kullanılmış ve ASM' a uygulanan gerilimler üç fazlı iki seviyeli bir gerilim ara devreli evirici aracılığı ile elde edilmiştir. Eviricinin denetimi ise motoru besleyen üç fazlı akımlara histerezis bant darbe genişlik ayarı (HBDGA) yönteminin uygulanması ile gerçekleştirilmiştir. Tüm ASM ve evirici dinamiklerinin göz önünde bulundurulması, benzetim çalışmalarının gerçek dünya ile yüksek oranda örtüşmesini sağlamış ve dolayısıyla elde edilen sonuçların geçerliliğini artırmıştır.Zamanla değişen basamak referans hız girişi ve değişken yük momenti ile farklı çalışma noktaları elde edilmiştir. Bu çalışma noktaları için yapılan karşılaştırmalı performans analizi sonucunda, DRAYHD yönteminin değişken yük momentine karşı daha dayanıklı olduğu ve bu yöntem ile ASM' un ürettiği momentin daha düzgün olduğu görülmüştür.
Veri madenciliği ile kanser tanısı
Veri kavramı tüm dünyada her zaman oldukça önemli bir mesele olmuştur. Bilimsel ya da günlük yaşamın her diliminde, sık sık, faydalı bilgi elde etmek üzere veriler kullanılmıştır. Önceleri eldeki veriyi gözeterek bir analiz yapmak oldukça kolay, bazı giriş verileri mevcutken bir sonucu (çıktıyı) tahmin etmek daha basitti. Fakat şimdilerde, elde edilen veriye bakarak bir sonuca varmak zorlaşmıştır. Bu da demek oluyor ki, son zamanlarda, veriyi bilgiye çevirmek biraz daha karmaşık bir hal almıştır. Sürekli büyüyen dünya veri yığınlarını da büyütmüş ve onu kullanmayı, depolamayı ve yönetmeyi de aynı oranda zorlaştırmıştır. Günümüzde, ucuzlayan teknoloji sayesinde veriler kolaylıkla depolanabilmekte ve pek çok veritabanı yönetim sistemi ile de mümkün olduğunca yönetilebilmektedir. Bu gelişmelerden sonraki problem ise bunca verinin nasıl analiz edileceği ve böylesine kütlelerdeki veri yığınları arasından nasıl bir sonuca varılacağı konusudur. Veri madenciliği kavramının doğuşunu işte bu problem tetiklemiştir.Bu çalışmada, sağlık sektörüne veri madenciliği ile katkıda bulunmak amaçlanmıştır. Çalışmada hastalara kanser tanısı koymaya yönelik bir analiz yapılmıştır. Bu amaçla, öncelikle, daha önceden kanser teşhisi konmuş hastaların verileri toplanmış ve düzenlenmiş, daha sonra da bu verilerden yararlanılarak başka hastaların hangi kansere yakalandıkları tahmin edilmeye çalışılmıştır. Verilerin düzenlenmesi ve madenciliğe hazırlanması aşamasında MySQL VTYS ve PHP programlama dili kullanılmıştır. Veriler hazırlandıktan sonra istenen algoritmaya göre veri madenciliğini gerçekleştirmek üzere RapidMiner 5.0 aracı kullanılmıştır.
Görüntü işleme tabanlı sefalometri eğitim seti
Sefalometri geçmişten günümüze kadar önemini koruyan ve hem bilimsel araştırmalarda hem de ortodontide geniş bir kullanım alanına sahip bir konudur. Sefalometrik analizin ise ortodontik tanı, tedavi şekli ve tedavi sonucunun değerlendirilmesinde önemli bir rolü bulunmaktadır. Sınıf veya laboratuar ortamında geleneksel yöntem olan elle yapılan çizimlerle sefalometri eğitimi büyük bir zaman tüketimi ve hatta masraflı bir iş olmaktadır.Bu çalışmada; bahsedilen olumsuzlukları gidermek için sefalometrik analiz eğitim seti hazırlanmıştır. Bu eğitim seti C++ Builder programında yazılmış olup esnek bir yapıya ve kullanıcı dostu bir arayüze sahiptir. Bununla birlikte yapmış olduğumuz programda çeşitli görüntü işleme teknikleri kullanılarak sefalogram üzerinde yapılan iyileştirmeler ile daha net bir görüntü, işaret noktalarının daha belirgin ve kolay belirlenmesi sağlanmıştır. Bu eğitim seti ile sadece iskeletsel değil dişsel ve yumuşak doku olmak üzere sefalometride kullanılan bütün nokta, doğru ve açıların hesaplarının yapılması ve sonuçların hem sayısal hem de görselleştirilmesi ile öğrencilerde tam bir öğrenmenin sağlanması amaçlanmaktadır.
Elektrik güç sistemlerinde kararlılık problemlerinin yerçekimi algoritması ile incelenmesi
Günümüzde Elektrik Enerjisi ihtiyacındaki artışa bağlı olarak, kaliteli ve güvenilir enerji talebi giderek artmaktadır. Elektrik enerjisinin sabit gerilim ve frekans değerinde tüketiciye sunulma zorunluluğu bulunmaktadır. Bu durum elektrik güç sistemlerinde kararlılık problemlerini ortaya çıkarmıştır. Elektrik enerjisinin üretimi tüketicinin elektrik enerjisi talebine bağlı olarak senkron generatörler tarafından karşılanmaktadır. Elektrik güç sistemleri enterkonnekte bir yapıya sahip oldukları için sistemdeki tüm generatörlerin senkronizmada kalması istenmektedir. Sistemde meydana gelebilecek küçük veya büyük bozucu etki sonrasında senkron generatörlerin gerilim ve hız değerlerinde salınımlar ortaya çıkmaktadır. Bu salınımların sönümlenmesini sağlamak amacı ile güç sistemlerinde gerilim ve yük frekans kontrolü, temel kararlılık problemleri arasında yer almaktadır.Bu çalışmada, Otomatatik Gerilim Regülatörü (OGR) ve Yük Frekans Kontrolörü (YFK) için en iyi yerleşme zamanlarını belirlemek ve salınımları önlemek amacı ile katsayıları Yerçekimi Arama Algoritması (YAA) ile belirlenmiş olan, Proportional?İntegral?Derivative (PID) kontrolör önerilmiştir. Örnek güç sistemlerinin PID kontrolleri için matlab-simuling modelleri oluşturulmuş ve transfer fonksiyonları çıkarılmıştır. Farklı çalışma koşulları altında, PID katsayılar önce klasik yöntem Ziegler-Nichols (ZN) yöntemiyle ile bulunmuştur. Daha sonra aynı değerler Genetik Algoritma (GA) ve son olarak YAA ile elde edilmiştir. Elde edilen sonuçlar karşılaştırılmıştır. Çalışma OGR ve YFK için ayrı ayrı gerçekleştirilmiştir. Elde edilen sonuçlara göre, OGR ve YFK her iki uygulamasında da, YAA yöntemi ile elde edilen PID katsayılarının kullanılması durumunda sistemin daha kısa sürede yerleşme zamanına ulaştığı, daha az salınımlı olduğu görülmüştür. Sonuç olarak güç sistemi kararlılık problemlerinin analizinde YAA'nın iyileştirici sonuçlar verdiği görülmüştür.
Genetik algoritma ile rüzgâr tribünü rotor hız kontrol pı parametrelerinin belirlenmesi
Gelişen dünyamızda sanayi, ev, ofis vb. yerlerde elektrik enerjisi ile çalışan araç ve gereç sayısı çoğalmakta, buna paralel olarak elektrik enerjisine olan ihtiyaç artmaktadır. Artan bu ihtiyacı karşılamak için çeşitli elektrik santralleri geliştirilmiştir. Termik, hidroelektrik, nükleer, güneş, termal, doğalgaz, rüzgar vb. enerji kaynaklarından elektrik enerjisi üretilmektedir. Rüzgar santrallerinde herhangi bir yakıt kullanılmadığından daha çevrecidir. Rüzgâr santralleri çevreci olmaları nedeni ile tercih edilmektedir.Elektrik enerjisi ile çalışan araç gereçlerden maksimum verim almak için sabit gerilim ve frekanslı elektrik enerjisine ihtiyaç duyulmaktadır. Kullanıcıların ihtiyacı olan temiz enerjinin sağlanmasında elektrik şebekelerinin ihtiyacı karşılayacak şekilde elektrik santralleri tarafından beslenmesi gereklidir. Şebekelerin ihtiyacını karşılamada rüzgar santrallerinden de yararlanılmaktadır. Rüzgar santralleri bir çok RT'den oluşmaktadır. Elektrik enerjisi üretiminde kullanılan RT'lerde çeşitli generatörler kullanılmaktadır. SKİG'nün diğer generatörlere oranla boyutlarının küçük, daha az bakıma gereksinim duymaları nedeni ile RT'lerde tercih edilmektedir. Rüzgâr tribünlerinde kullanılan sincap kafesli indüksiyon generatörden sabit gerilim ve frekanslı enerji elde etmek için rotor hızının referans hızda olması gerekir.Bu çalışmada, rüzgâr santralinde kullanılan sincap kafesli indüksiyon generatörünün rotor hızının genetik algoritma ile Proportional?Integral kontrolü gerçekleştirilmiştir. Herhangi bir bozucu etki karşısında, SKİG rotorunun en kısa sürede istenen referans hızda çalışmasını sağlayacak PI katsayılarının tayini, bir optimizasyon yöntemi olan genetik algoritma ile belirlenmiştir. Bu amaçla oluşturulan indüksiyon makine modeli rotor hız kontrol transfer fonksiyonu ele alınmıştır. Çalışmada sensörsüz rotor hız kontrolü, alan etkili kontrol ile sağlanmıştır. Kontrolde kullanılan PI katsayıları önce klasik yöntem Ziegler-Nichols yöntemi ile bulunmuştur. Rüzgâr tribünü Matlab-Simulink ortamında modellenmiş; böylece ZNY ile bulunan PI katsayıları ile simülasyon çalıştırılmıştır. Aynı zamanda sistemin hız transfer fonksiyonu kullanılarak genetik algoritma ile PI katsayıları bulunmuştur. Daha sonra sistemin Matlab-Simülasyonu çalıştırılarak sonuçlar karşılaştırılmıştır. GA ile hesaplanan PI katsayılarıyla sistemin daha kısa sürede referans hıza ulaştığı ve daha kararlı olduğu görülmüştür.
Yapay sinir ağlarının otomatik olarak FPGA çipine uygulanması için denetleyici tasarım aracı
Yapay Sinir Ağları (YSA)'lar insan beyninin ufak bir kopyası gibidirler ve çok değişik alanlarda etkili bir şekilde kullanılmaktadırlar. Yazılımsal olarak gerçeklenen YSA'ların istenen performansı vermediği durumlarda donanımsal YSA uygulamaları tercih edilmektedir. YSA'lar gerçek performanslarını ancak paralel çalışan mimariler üzerinde gösterebilen sistemlerdir. FPGA'lar (Field Programable Gate Array-Sahada Programlanabilir Kapı Dizileri) ise özellikle paralel işlem gerektiren uygulamalarda yaygın olarak kullanılan donanım elemanlarıdır. Bu durum YSA'ların FPGA çiplerine uygulanmasını kaçınılmaz kılmaktadır. Fakat YSA'ların FPGA çiplerine uygulanması uzun zaman alan ve uzman gereksinimine ihtiyaç duyan bir süreçtir. Ayrıca uygulama aşamasında oluşabilecek yazılımsal hatalar, hata düzenleme (debug) aşamasını gerektirmektedir. Bu çalışmada YSA'ların otomatik olarak FPGA çipine uygulanması için bir denetleyici tasarım aracı olan ANNCONT (Artificial Neural Network Controller) ve var olan YSA veri yolu ile birleştirerek YSA sistemini oluşturan ANNSYS (Artificial Neural Network System) geliştirilmiştir. Burada amaç; YSA'ların FPGA'lara uygulanmasını otomatikleştirerek tasarım ve uygulama süresini kısaltmak, debug aşamasını ve uzman gereksinimini ortadan kaldırmaktır. Geliştirdiğimiz tasarım aracı için iki adet örnek test durumu oluşturulmuştur. ANNCONT ve ANNSYS örnek test durumları üzerinde çalıştırılarak saniyeler içinde YSA sistemleri için VHDL (Very High Speed Integrated Circuit HDL (Hardware Description Language) (Çok Yüksek Hızlı Entegre Devre Donanım Tanımlama Dili)) kodu üretilmiştir. Otomatik olarak üretilen VHDL kodları Xilinx in ISE aracında denenerek ANNCONT ve ANNSYS'in etkinliği ve doğruluğu ispatlanmıştır.
Güç sistemlerinde harmoniklerin kritik değerlere etkisi
Günümüz dünyasında gelişen teknoloji ile birlikte her geçen gün insan hayatına yeni cihazlar girmektedir. Bunun sonucunda ise enerji ihtiyacı gerek bireysel gerekse endüstriyel olarak artmaktadır. Bu artış "Enerji Kalitesi" kavramını ortaya çıkarmıştır. Enerji kalitesini etkileyen unsurlardan biri de "Harmonikler"dir. Bu tez çalışmasında "Güç Sisteminin Kritik Değerleri" dediğimiz sistemde taşınacak maksimum güç ve maksimum gerilim değerlerine harmoniklerin etkisi incelenecektir. Bu kapsamda örnek bir sistemde Harmonik Güç Akışı yapılacak; sonrada bu işlemin sonucunda bulunacak olan sistemdeki baralara ait aktif ve reaktif güç değerleri ile gerilim genlik ve faz açısı değerleri kullanılarak elde edilen PV eğrisi üzerinden sistemde harmonik bileşenlerin olması halinde kritik değerlerdeki değişim hakkında bir yargıya varılacaktır. Anahtar sözcükler: Enerji Kalitesi, Güç Akışı, Harmonikler, Kritik Değerler
Organik arayüzeyli Schottky diyotların hazırlanması, elektriksel ve dielektrik özelliklerinin geniş bir frekans aralığında incelenmesi
Au/PPy/n-Si Schottky bariyer diyotlar (SBD) organik buharlaştırma tekniği sayesinde n-Si üzerine Polyprrole (PPy) organic katmanı oluşturarak üretildi. Yapının dielektrik sabiti (ε'), dielektrik kaybı (ε''), kayıp tanjantı (tanδ), elektrik modülüsün gerçek ve sanal kısımları (M' and M'') ve ac elektriksel iletkenlik parametreleri (σac)'nin frekansa bağlılığı 10kHz-500kHz frekans aralığında incelendi. Artan frekansla birlikte; σac, M' ve M'' değerlerinde artış gözlenirken, ε', ε'' ve tanδ değerlerinde azalma görülür. Bunun yanısıra, tanδ ve M'' yaklaşık sıfır ön geriliminde artan frekansla azalan bir peak gösterir. Artan gerilimle birlikte; ε'', tanδ, σac ve M'' değerlerinde olurken gelirken, ε' ve M' değerlerinde azalma olur. ε', ε'', tanδ, M', M'' ve σac değerlerindeki bu değişiklik yüzey yükü polarizasyonuna ve özellikle de PPy/n-Si arayüzeyine yerleşmiş yüzey durumları yoğunluk dağılımına atfedilir.
Topraklama direncinin dspıc kullanılarak sabit tutulması uygulaması
Elektrik tesislerinde can güvenliği ve cihaz güvenliği açısından en önemli unsurlardan biri topraklama sistemleridir. Topraklama sistemleri kurulumunda gerekli güvenlik sağlanabilmesine rağmen ilerleyen zamanlarda iklim şartları gibi dış faktörlerden olumsuz yönde etkilenebilmektedirler. Bu olumsuzlukların önüne geçilebilmesi için topraklama sisteminin toplam direncinin periyodik olarak kontrol edilebilmesi gerekmektedir. Kontrol işlemlerinin zamanında yapılamaması veya ihmal edilmesi, olası durumlarda tehlikeli gerilimlerin cihazlar üzerinde bulunmasına yol açabilmektedir. Yapılan bu tez çalışmasının temel amacı, topraklama direncinin sürekli olarak kısa periyotlar ile ölçülmesi ve belirli bir seviyenin üzerine çıkmasını engellemektir. Gerçekleştirilen çalışmada oluşabilecek fiziki değişikliklerden bağımsız bir topraklama sistemi geliştirilmiştir. Çalışmada elektrik tesislerinde topraklama yönetmeliği esas alınarak, elde edilen topraklama direnci değeri korunmuş olmaktadır. Bu sayede insan can güvenliği ve cihazların güvenliği için gerekli denetim işlemi otomatik olarak gerçekleştirilmiştir. Deneysel sonuçlarından, tasarlanan ve gerçekleştirilen topraklama sistemi kullanılarak toprak direncinin izlenebildiği ve belirli değerde sabit tutulduğu görülmüştür.
Katodik koruma redresör üniteleri için SCADA kontrolünün geliştirilmesi
Malzemelerin zaman içerisinde bulundukları ortamın etkisiyle tahribata uğraması korozyon olarak tanımlanır. Korozyonun en fazla görüldüğü malzeme türü ise elektrokimyasal reaksiyonlara eğilimlerinin yüksek olmasından dolayı metallerdir. Metallerin korozyona uğramaları için ana etken oksijen ilgileri iken bunun yanı sıra birçok yan etken de mevcuttur. Katodik korumanın temel ilkeleri elektro-kimyasal korozyon teorisine dayanmaktadır. Katodik koruma korozyona uğrayan metallerin katot olarak polarizasyonunu gerektirir. Bu, korunacak metali daha aktif bir metal ile (galvanik anot) eşleyerek sağlanacağı gibi dıştan akım uygulayarak da gerçekleştirilebilir. Bu çalışmada, korozyonu önlemek için yaygın olarak kullanılan dış akım kaynaklı katodik koruma sistemindeki otomatik redresör ünitesinin bilgisayarla kontrolü gerçekleştirilmiştir. Redresör üniteleri uygulama alanına bağlı olarak çok uzak noktalarda bulunmaktadır. Bu çalışmada geliştirilen bir program aracılığıyla redresör ünitesine ait akım ve gerilim çıkış değerleri bilgisayarda gerçek zamanlı olarak izlenebilmekte ve çalışma değerleri değiştirilebilmektedir. Herhangi bir arıza oluşması durumunda bilgisayar ekranına uyarı gönderilmektedir. Böylece hem redresör ünitesinin gerçek zamanlı izlenmesi gerçekleştirilmiş hem de arızaların tespiti ve giderilmesi için gereken süre ve maliyet azaltılmıştır.
Elektrikli araçlar için üç kademeli yeni bir fırçasız da motoru tasarımı, analizi ve uygulaması
Bu tez çalışmasında, gelecekte günlük hayatımızın değişmez bir parçası olacağı düşünülen elektrikli araçlar için üç kademeli stator ve rotor yapısı bulunan 46 kutuplu yeni bir fırçasız doğru akım motoru tasarlanmış ve üretilmiştir. Tasarlanan 46 kutuplu ve üç kademeli fırçasız doğru akım motorundan oluşan sistem yeni nesil yüksek verimli elektrikli araçlarda kullanılacak şekilde konfigüre edilmiştir. Tasarlanan çok kademeli fırçasız doğru akım motorunun çalışması tekerlek içi klasik fırçasız doğru akım motorlarında olduğu gibi stator üzerine belirli bir açıyla yerleştirilmiş olan üç manyetik alan etkili sensörden gelen bilgilerin değerlendirilerek sürücü devresinde bulunan MOSFET?lerin sürülmesi prensibine dayanmaktadır. Tasarlanan prototipin performans karakteristikleri sonlu elemanlar metodu (SEM) ile incelenmiştir. Elektrik makinalarının üretiminde izlenen tasarım ve benzetim prensipleri sırasıyla tasarlanan fırçasız doğru akım motoruna uygulanmış ve parametrik analizleri gerçekleştirilmiştir. Bahsi geçen yapıya ve sürücü şeması bulunan üç kademeli motorun aynı boyuttaki klasik fırçasız motorlara göre çıkış momenti, birim güç yoğunluğu, verim vb. gibi kıstaslarda daha üstün olduğu ve amaçlanan modelin elektrikli otomobil ve askeri uygulamalar gibi yüksek verim ve momentin gerekli olduğu uygulamalarda rahatlıkla kullanılabileceği kanıtlanmıştır.
Enerji hatları üzerinden haberleşmede iletişim frekansı etkisinin YSA ile analizi ve bir haberleşme sisteminin geliştirilmesi
Enerji hatları üzerinden haberleşme son zamanlarda sayaç okuma, internet kullanımı ve akıllı ev otomasyonu gibi alanlarda kurulum maliyetinin ve işçiliğinin düşük olması avantajından dolayı kullanılmaya başlanmıştır. Bu alanda yapılan haberleşme sistemleri çeşitlilik göstermekte ve geliştirme çalışmaları devam etmektedir. Bu tezin amacı enerji hattı üzerinden haberleşmede kullanılan sinyal frekansının etkisini inceleyerek bir haberleşme sistemi geliştirmektir. Bu amaçla sabit bir mekanda farklı frekanslarda hat üzerinde oluşan haberleşme sinyal zayıflamaları ölçülmüş ve elde edilen verilere göre yapay sinir ağında eğitme çalışması yapılmıştır. Böylelikle her frekans için zayıflama oranı tespit edilmiştir. Enerji hattı üzerinden yapılan ölçümler ile hat empedansının frekansa göre değişimi grafiksel olarak elde edilmiş ve haberleşmede sinyal frekansının önemi ortaya konmuştur. Bu çalışmada enerji hattı üzerinden haberleşmek için farklı yaklaşımlar geliştirilerek düşük maliyetli basit haberleşme sistemleri tasarlanmış ve üç farklı haberleşme uygulaması gerçekleştirilerek farklı mekanlarda denenmiştir. Yapılan ilk uygulamada hattın sıfır geçiş anında sinyal gönderimi gerçekleştirilmiş, ikinci uygulamada 3 fazda haberleşme sağlamak için FSK uygulaması gerçekleştirilmiş, son uygulamada ise değişken frekans ile haberleşmenin özel hazırlanan bir yazılımla gerçekleşmesi sağlanmıştır. Yazılım ile kontrol, donanım elemanlarının en aza indirgenmesine fırsat sağlamıştır.
Rüzgâr gücü tahmin sistemi tasarımı ve uygulaması
Rüzgâr gücü tahmininde; çok demetli girişlerin kullanılmaması, farklı zaman ve hata ölçeklerinin esas alınması, farklı veri madenciliği yöntemlerinden yararlanılmaması, tahmin sonuçlarının sunumunda çoklu veri sunum tekniklerine ve iyileştirme oranlarına yer verilmemesi ve mevsimsel etkileri içeren veri setlerinin uygulamalarda kullanılmaması başlıca sorunlar arasında bulunmaktadır. Bu çalışmada, rüzgâr gücü tahminindeki mevcut sorunları kısmen ve/veya tamamen gidermek amacıyla yeni yaklaşımlar içeren rüzgâr gücü tahmin sistemi tasarlanmış ve farklı alanlarda uygulanabilirliği test edilmiştir. Tasarlanan rüzgâr gücü tahmin sistemi, birleştirici hiyerarşik kümeleme ve k-en yakın komşu sınıflandırma olmak üzere iki model içermektedir. Geliştirilen birinci model ile Türkiye'deki 81 ilin aylık ortalama rüzgâr hızı açısından benzerlik analizleri yapılmış ve rüzgâr enerjisinden elektrik üretimi için uygun olan iller belirlenmiştir. Geliştirilen ikinci model ile meteorolojik giriş verileri n demetli giriş uzaylarında kullanılarak 10 dakika aralıklarla rüzgâr hızı ve rüzgâr gücü tahmin edilmiştir. Bunların dışında, geliştirilen birinci model aylık ortalama güneşlenme süresi verilerinin benzerlik analizinde, geliştirilen ikinci model ise kanat pozisyonu, kanat açısı ve güneş ışınım şiddeti tahmininde etkin bir biçimde kullanılmıştır. Elde edilen sonuçlar, geliştirilen modellerin yapılan tahminlerde başarılı sonuçlar verdiğini, uygulama ve problem bağımsız olduğunu, yenilenebilir enerji kaynakları alanına ait herhangi bir veri setini analiz edebildiğini göstermiştir. Ayrıca, geliştirilen platformun bundan sonra farklı veri setleri, demetleri ve zaman aralıkları kullanılarak ve farklı kümeleme ve sınıflandırma yöntemleri seçilerek eğitim amaçlı olarak da başarıyla kullanılabileceği değerlendirilmektedir.
FPGA üzerinde Euler algoritması kullanarak Van der Pol osilatörünün 32-bit IEEE 754-1985 ve IQ-Math sayı standartlarına göre tasarımı ve gerçeklenmesi
Son yıllarda kaos veya kaotik mühendislik uygulamaları mühendisliğin bir çok alanında yaygın bir şekilde uygulanabilirliğini göstermiştir. Literatürde, kaotik mühendislik çalışmalarının en önemli yapılarından biri de kaos sinyal üretecidir. Kaotik işaret üretecinin çalışma frekansı ve diğer özellikleri kaotik mühendislik uygulamalarında oldukça önemlidir. Literatürde farklı dinamik özelliklere sahip 2-boyutlu, 3- boyutlu, 4- boyutlu ve 5- boyutlu gibi pek çok kaotik sistem önerilmektedir. Kullanılan veya tasarlanan platforma göre tercih edilecek kaotik sistem çeşitlilik göstermektedir. Bu tez çalışmasında, gerçek zamanlı kaos uygulamaları için kaotik Van der Pol sistemi FPGA yongasında çalışmak üzere tasarlanmıştır. Sunulan çalışmada, kaotik Van der Pol sistemi, Matlab üzerinde Euler algoritması ODE (Adi Diferansiyel Denklem) çözücüsü kullanılarak sayısal olarak modellenmiştir. Matlab üzerinde tasarlanan kaotik Van der Pol osilatörünün sayısal yapısı gerçek zamanlı FPGA yongası üzerindeki kaotik Van der Pol osilatör ünitesi tasarımı için referans olarak alınmıştır. Kaotik Van der Pol sistemi, 32 bit IEEE-754-1985 kayan nokta sayı standardı ve 32-bit (16I-16Q) IQ-Math sabit noktalı sayı standardı kullanılarak Çok Yüksek Hızlı Entegre Devreler Donanım Tanımlama Dili (VHDL) ile kodlanmıştır. Tasarlanan kaotik Van der Pol sistemi, Xilinx ISE Project Navigator programında sentezlenmiş ve Xilinx VIRTEX-6 yonga ailesi, XC6VLX75T cihazı, FF784 paketi üzerinde gerçeklenmiştir. FPGA tabanlı kaotik Van der Pol osilatör ünitesinin 32-bit IQ-Math sayı standardına göre çalışma frekansı 498,728 MHz ve 32-bit IEEE 754-1985 sayı standardına göre Van der Pol osilatör ünitesinin Place ve Route işlemlerinden elde edilen maksimum çalışma frekansı 483,074 MHz'dir. Dolayısıyla Euler algoritması kullanılarak FPGA üzerinde tasarımı yapılan 32 bit IQ-Math sabit noktalı sayı standardı tabanlı Van Der Pol osilatörü ünitesi, 32 bit IEEE-754-1985 kayan nokta sayı standardı tabanlı Van Der Pol osilatör ünitesine göre daha yüksek çalışma frekansı ve daha düşük kaynak kullanımı sağlamıştır. Çalışmada ek olarak, FPGA tabanlı Van der Pol osilatörünün IEEE 754-1985 sayı standardına ve 32-bit IQ-Math sayı standardına göre tasarımlarından elde edilen yonga istatistikleri de sunulmuştur.
Çift beslemeli asenkron generatör için etkin bir denetleyici tasarımı
Rüzgâr türbinlerinde kullanılan Çift Beslemeli Asenkron Generatör (ÇBAG) lerin stator sargıları doğrudan şebekeye bağlanırken, rotor sargıları arka arkaya bağlı iki adet güç elektroniği dönüştürücüsü yardımıyla şebekeye bağlanmaktadır. Bu çalışmada rüzgâr türbinlerinde kullanılan ÇBAG'nin değişik hız ve yük koşullarında aktif gücünü etkin şekilde denetlemek amacıyla bir denetleyici de içeren bir sistem tasarlanmış ve gerçekleştirilmiştir. Gerçekleştirilen sistemde ÇBAG'nin rotor sargıları ile şebeke arasında iki adet vektör denetimli darbe genişlik modülasyonlu dönüştürücü kullanılmıştır. Rotor tarafında kullanılan dönüştürücü ÇBAG'nin şebeke ile paralel bağlantı şartlarını sağladıktan sonra generatör tarafından üretilen aktif ve reaktif gücü denetlemektedir. Paralel bağlantı şartları için generatörün gerilimi PI denetleyici ile ayarlanmakta, frekans ve faz açısı ise faz kilitli döngü tarafından belirlenmektedir. Paralel bağlantıdan sonra ise PI, bulanık mantık ve çıkış ölçeklendirme katsayısı kendinden ayarlamalı bulanık mantık denetleyiciler (KABMD) kullanılarak ÇBAG'nin aktif gücü kontrol edilmiş ve üç denetleyicinin performansları karşılaştırılmıştır. Şebeke tarafında kullanılan dönüştürücü ise PI denetleyici yardımıyla DA bara gerilimini sabit tutarken aynı zamanda giriş güç katsayısının birim değerde, şebekeden çekilen akım harmoniklerinin de standartlarda belirtilen sınırlar içerisinde kalmasını sağlamaktadır. Gerçekleştirilen sistemin uzaktan izlenebilmesi ve kontrol edilebilmesi amacıyla LabVIEW programı yardımıyla birde kullanıcı arayüzü hazırlanmıştır. Gerçekleştirilen sistem benzetim ve deneysel olarak test edilmiş, ÇBAG'nin aktif gücünün denetiminde kullanılan denetleyicilerden KABMD'nin değişen hız ve yük koşullarına daha iyi uyum sağladığı ve referans gücü daha düzgün izlediği sonucuna varılmıştır.
Senkron generatörlerin dsPIC kullanılarak paralel bağlanması ve arayüz üzerinden yük kontrolünün gerçekleştirilmesi
Günümüzde artan elektrik enerjisi talebi nedeniyle tek merkezli enerji üretim sistemleri yerine çok merkezli enerji üretim sistemleri (enterkonnekte sistemler) kullanılmaya başlanmıştır. Bu sistemlerde kullanılan generatörlerin, paralel bağlanabilmesi için şebeke gerilimi ile aynı koşullara sahip olmaları gerekmektedir. Bu çalışmada senkron generatörlerin paralel bağlanma şartlarının sağlanması ve sistem yükünün generatörler üzerine dağıtılması işlemleri bir bilgisayar arayüzü üzerinden kullanıcı kontrollü olarak sağlanmıştır. Paralel bağlanma şartlarının sağlanmasında ve yük paylaşımının gerçekleştirilmesinde PIC, PLC gibi diğer denetleyicilere göre daha üstün özellikleri bulunan dsPIC mikrodenetleyicisi kullanılmıştır. Çalışmada, paralel bağlanma ile yük kontrol ve paylaşım sistemleri görsel bir arayüz üzerinden gerçekleştirilebildiği gibi frekans, akım, gerilim, güç katsayısı, aktif, reaktif ve görünür güç parametreleri de arayüz üzerinden gerçek zamanlı olarak takip edilebilmektedir. Gerçekleştirilen bu sistem ile özellikle literatürde sık rastlanılmayan bilgisayar kontrollü ve izlemeli yük paylaşım sistemleri için yeni ve orijinal bir yaklaşım sunulmuştur.
5-azlı U-tipi segmental rotorlu bipolar uyartımlı 10/8 anahtarlamalı relüktans motorun tasarımı ve uygulaması
Bu tez çalışmasında, 5-fazlı 10/8 kutup konfigürasyonlu yeni bir segmental tip anahtarlamalı relüktans motor (ST-ARM) tasarlanmış ve üretilmiştir. Tasarlanan ST-ARM; eşit aralıklı çıkık kutupları olan bir stator ve alüminyum içerisine gömülmüş U şeklinde çekirdeklere sahip bir rotordan oluşmaktadır. ST-ARM'nin çalışması; bitişik kutupların kısa akı yolları oluşturarak her anda sırasıyla enerjilendirilmesi prensibine dayanmaktadır. Tasarlanan prototipin performans karakteristikleri sonlu elemanlar metodu (SEM) ile incelenmiştir. Elektrik makinalarının üretiminde izlenen tasarım ve benzetim prensipleri sırasıyla klasik ARM ve tasarlanan ST-ARM'ye uygulanmıştır. Bahsi geçen yapıya ve faz enerjilendirme şemasına sahip ST-ARM aynı boyuttaki klasik ARM'nin yaklaşık 2,10 katı moment üretmiştir. Sonuç olarak, tasarlanan yeni ARM'nin karşılaştırmada kullanılan çıkış momenti, toplam ağırlık, birim güç yoğunluğu gibi kıstaslarda daha üstün olduğu ve amaçlanan modelin uzay ve askeri uygulamalar gibi yüksek moment gereksinimi olan ve ağırlığın önem arz ettiği uygulamalarda uygun olacağı kanıtlanmıştır.Anahtar Kelimeler : Segmental rotor, iki faz enerjilendirme, anahtarlama.
6 anahtarlı 3-seviyeli evirici tasarımı
Bu çalışmada, çok seviyeli evirici topolojilerine alternatif bir topoloji geliştirilmiştir. Bu evirici topolojisinde 6 adet IGBT yarıiletken anahtar kullanılmış ve eviricinin her bir çıkış uçlarına çift sarımlı bobinler bağlanmıştır. Yapılan simülasyon çalışmasında yük olarak R-L yük ve asenkron motor kullanılmıştır. 6 anahtarlı 3-seviyeli evirici ile asenkron motorun hız denetimi yapılırken alan yönlendirmeli kontrol tekniği tercih edilmiştir. Bu kontrol tekniğinde, hız kontrol ünitesinde PI denetleyici kullanılmıştır. Denetleyiciden elde edilen veriler kullanılarak 6 anahtarlı 3-seviyeli eviricideki yarıiletken anahtarların çalışması için gerekli sinyaller üretilmiştir. Bu sinyaller, uzay vektör darbe genişlik modülasyon tekniği ile elde edilmiştir. Kullanılan modülasyon tekniği ile çıkış akımı harmonik bileşenleri en az düzeye indirilmiş ve motorun anma hızına kadar denetimi sağlanmıştır. Bu çalışma ile 6 anahtarlı 3-seviyeli evirici topolojisinin yüksek hızlı motor sürüşleri için uygun bir topoloji olduğu görülmüştür.
Sürekli mıknatıslı senkron motor hız denetiminin genetik tabanlı bulanık mantık denetleyici ile arayüz destekli simülasyonu
Doğrusal olmayan bir yapıya sahip bulanık mantık denetleyicilerin (BMD) tasarım parametreleri iyi ayarlandığında; yüksek performans sağlayan, parametre değişimlerine karşı güçlü olan ve bozucu etkilerden az etkilenen denetim tekniklerinden biri olduğu yapılan çalışmalarla gösterilmiştir. Geleneksel BMD'lerin tasarım işlemi uzman bilgisi doğrultusunda geçekleştirildiği için verilen bilgilerin doğruluğu ve doğru bir şekilde uygulanması BMD tasarlanması sırasında karşılaşılan önemli sorunlardır. Bu anlamda, uzman kişinin sağladığı bilgiler denetleyici performansı açısından önemli bir yere sahiptir. Ayrıca bu tür geleneksel tasarım yaklaşımlarında, tasarım işlemi çok uzun zaman almakta ve optimal kontrol garanti edilememektedir. Bu dezavantajlar BMD'lerin kullanım alanını sınırlandırmaktadırlar.Bu tez çalışmasında, BMD'lerin tasarım işlemine genetik algoritmaların (GA), uygulanması incelenmiştir. Kullanılan özgün yöntemde sistem gereksinimleri doğrultusunda tanımlanan çoklu amaç fonksiyonu yardımıyla BMD'deki ölçekleme katsayıları, bulanık kural tablosu ve üçgen tipi üyelik işlevleri GA'lar tarafından eşzamanlı olarak belirlenmiştir. Önerilen yöntemin performansını değerlendirmek için optimizasyon işlemi sonunda elde edilen BMD, sürekli mıknatıslı senkron motor (SMSM) hız denetimine uygulanmıştır.Sabit hız referansı/sabit yük ve değişken hız referansı/değişken yük çalışma durumlarında gerçekleştirilen simülasyon çalışmalarında tek durum için elde edilen GA tabanlı BMD'nin sistemin hem geçici hem de kalıcı durum cevabında iyi performans sağladığı görülmüştür.
Uzaktan erişimli güç elektroniği laboratuvarı
Bu tezde, temel güç elektroniği devreleri için uzaktan erişimli bir laboratuvar geliştirilmiştir. Laboratuvar benzetim ve uygulama olmak üzere iki bölümden meydana gelmektedir. Benzetim çalışmasında güç elektroniğinin temel konularından olan doğrultucular (AA-DA çeviriciler), çeviriciler (DA-DA çeviriciler) ve eviriciler (DA-AA çeviriciler) modellenerek internet üzerinden erişime açılmıştır. Uygulama bölümünde ise bir alçaltıcı tip DA-DA çeviricinin internet üzerinden kontrolü gerçekleştirilmiştir. Güç elektroniği devrelerinin benzetiminde MatLAB/Simulink programı kullanılmış ve LabVIEW programı kullanılarak kullanıcı arayüzü tasarlanmıştır. Bu programlar arasındaki iki yönlü veri alış verişi kesintisiz olarak ?Simulation Interface Toolkit? yazılımı ile sağlanmıştır. Laboratuvar için bir web sayfası tasarlanarak temel güç elektroniği konularında teorik bilgiye yer verilmiştir. Böylece kullanıcı güç elektroniği konularında teorik bilgiyi aldıktan sonra benzetimini yaparak uygulama sonucunu da görebilecektir. Gerçekleştirilen çalışmanın mesleki ve teknik eğitimde faydalı bir eğitim aracı olarak kullanılabileceği düşünülmektedir.
Yatay eksenli rüzgar türbin sistemleri için bir benzetim aracı tasarımı
Bu çalışmada, yatay eksenli rüzgar türbin sistemlerinde kullanılan generatörler ve güç elektroniği devrelerinin bilgisayar ortamında oluşturulan modelleri bir araya getirilerek sanal bir laboratuvar oluşturulmuştur. Oluşturulan bu laboratuvarda mekanik bileşenler, elektrik makinaları, güç elektroniği, kaynak ve ölçüm, kontrol ve yük adı altında 6 adet kütüphane içerisinde 22 adet model bulunmaktadır. Matlab/Simulink programı yardımıyla oluşturulan modeller birbirlerinden bağımsız olarak çalıştırılabilmektedir. Laboratuvar kullanıcısı, kullanmak istediği Simulink modelini ait olduğu kütüphaneden seçerek boş bir Simulink sayfasına taşıyarak ve gerekli parametreleri girerek modellerin çalışma durumlarını gözlemleyebilmektedir. Gerçekleştirilen çalışma rüzgar türbin sistemlerinin benzetimi ve analizi için kullanılabileceği gibi rüzgar türbin sistemlerinin eğitiminde yardımcı araç olarakta kullanılabilmektedir.Anahtar Kelimeler : Rüzgâr türbinleri, generatör, güç elektroniği, benzetim aracı.
TCP/IP tabanlı dağıtık endüstriyel denetim sistemlerinde güvenlik ve çözüm önerileri
Su, elektrik, doğal gaz ve petrol gibi toplumun emniyeti, refahı ve ülke ekonomileri için önemli kaynakların üretim, iletim ve dağıtım sistemleri literatürde kritik altyapılar olarak tanımlanmaktadır. Bu altyapıların ortak özelliği, Dağıtık Denetim Sistemlerini (DDS) veya Merkezi Yönetim, Denetleme ve Veri Toplama (SCADA) sistemlerini, sahadaki fiziksel iş süreçlerini otomatize etmekte kullanmalarıdır. Geçmişten farklı olarak, bilgi teknolojileri ve denetim sistemlerine dayanan kritik altyapıların çoğunu yalnızca fiziki tedbirlerle korumak günümüzde artık mümkün değildir. Son dönemde SCADA/DDS sistemlerinde özel tasarım bileşenler yerine, standart ve genel amaçlı donanım ve yazılımlar, sıklıkla kullanılmaya başlanmıştır. Ayrıca, bu sistemlerin çoğu farklı şekillerde ve farklı amaçlar için internet veya diğer harici ağlara bağlanabilmekte ve uzaktan işletilebilmektedir. Son dönemde bu sistemlere yönelik siber saldırılar ve verilen zararlar arttığından bu sistemlerin açıklarını araştırmak ve gidermek için, farklı ülkelerde akademik ve devlet destekli çalışmalar başlatılmıştır.Bu tez çalışması, ülkemizde denetim sistemlerine dayalı üretim, iletim ve dağıtım yapan kritik altyapıların güvenliğine katkılar sağlamak ve çözüm önerileri getirmek amacıyla hazırlanmıştır. Bu sistemlerin güvenlik gereksinimlerini belirlemek, ülkemizdeki kurumsal uygulamaları izlemek ve neticesinde gerçekçi ve uygulanabilir çözümler önerebilmek için iki ?örnek durum? çalışması yapılmıştır. Literatürde sunulan ve bu iki örnek durum çalışmalarından elde edilen veri, bilgi ve bulgulardan yararlanılarak, ülkemizdeki kritik altyapılara yönelik tehditler ve açıklıklar belirlenmiş, farklı işletmeciler için tanımlı istenmeyen olaylara göre muhtemel güvenlik açıklıklarının kritikliğini belirleyen bir yaklaşım geliştirilmiştir.Sonuç olarak, bu tez çalışmasında, kritik altyapılarda kullanılan SCADA/DDS sistemlerine ilişkin yönetim, işletme ve teknik boyutları dikkate alan bütüncül bir güvenlik yaklaşımının geliştirilmesi hedeflenmiş, güvenlik risklerinin iyileştirilmesi ve bugünün güvenlik gereksinimlerinin karşılanması için karar vericilere, araştırmacılara ve işletmecilere yönelik ulusal ve kurumsal bazda kullanılabilecek ve uygulanabilecek stratejileri ve eylem planlarını kapsayan güvenlik dokümanları oluşturulmuştur. Bu tez çalışması sonucunda ortaya konulan strateji dokümanı ve eylem planının, denetim sistemlerine dayalı kritik altyapı güvenliğinin sağlanmasına katkılar sağlayacağı değerlendirilmektedir.
Nano boyutlu manyetik kompozit toz malzemelerin üretimi için model geliştirilmesi
Bir sabit mıknatıs için en önemli manyetik parametrelerinden biri maksimum enerji çarpımı olarak da bilinen ?BHmax? değeridir. BHmax değerinin büyük olması daha küçük hacimde mıknatıs ile istenilen manyetik akının üretilebilmesini sağlar. Bu çalışmada nano kompozit Nd-Fe-B mıknatısların üretiminde kullanılabilecek yeni bir model geliştirilmiştir. Bu modelin geliştirilmesinde farklı Nd-Fe-B alaşımları üzerine yapılan laboratuvar araştırmalarından sağlanan Br (kalıcı mıknatısiyet), Hc (Manyetik koerzivite), BHmax, Curie sıcaklığı ve yoğunluk verilerinden yararlanılmıştır. Nd-Fe-B alaşımlarına katkı maddesi olarak Co,Ti, Zr, Hf, V, Ta, Nb, Cr, W, Mo, Mn, Ni, Sb, Sn, Ge, Al, Bi elementlerinin eklenmesi ile elde edilen mıknatısların Br (Kalıcı mıknatısiyet) değişimleri incelenmiştir. Böylece geliştirilen modelin nano boyutlu manyetik kompozit toz malzemelerin üretimi alanında kullanılabilmesi sağlanmıştır. Bunlara ek olarak modelin doğruluk kontrolü yapay sinir ağları ile gerçekleştirilmiştir. Bu model, çok amaçlı olarak endüstride kullanılabileceği gibi eğitim amaçlı kullanım potansiyeline de sahiptir.
SABER ile rüzgar türbinleri için elektriksel sistem tasarımı, geliştirilmesi ve doğrulaması
Bir rüzgar türbini güç sistemindeki alt teknolojiler birbirleriyle ve elektrik güç kaynağı ile sürekli etkileşim halindedir. Bu durumda cihazların hem kararlı hem de dinamik davranışlarının bilinmesi zorunlu hale gelir. Benzer şekilde sistemdeki geçici durumların ve güç kalitesi bozulmalarının önceden bilinmesi, beklenmeyen problem ve hataları önleyebilir. Çalışmada disiplinler arası etkileşimleri içeren bir rüzgar türbini güç sisteminin davranışsal modeli SABER programı ile geliştirilmiştir. Modeller SABER kütüphanesinde mevcut ise kullanılmış değil ise blok model geliştirme yada MAST modelleme dili ile geliştirilmiştir. Belirlenen sistem parametrelerine göre güç sistemindeki geçici durum analizleri ve anahtarlama etkileri ortaya konmuştur. Belirlenen parametreler üzerine yapılan hassasiyet analizlerinde sınırlanan türbin rotor hızı üzerine parametre değişimlerinin etki değeri en fazla türbin rotor atalet momentinde gözlenmiştir. Bu sayede prototipleme ihtiyaçlarının azaltılabilceği ve gerçek sistemin tasarımının hızlandırılabileceği öngörülebilir.
Periyodik manyetik alanlar etkisinde doğrusal olmayan titreşimlerden elektrik enerjisi üretimi
Bu çalışmada kablosuz cihaz ve devrelerin enerji ihtiyaçlarını karşılamaya yönelik olarak piezoelektrik malzeme kullanılarak titreşimlerden elektrik enerjisi elde eden iki farklı sistem tasarımı yapılmıştır. Piezoelektrik levhaların fiziksel temas yerine mıknatıslar aracılığıyla manyetik kuvvet etkisi ile bükülmesi sağlanmıştır. Böylece temastan dolayı piezoelektrik levhada meydana gelebilecek bozulma ve verim kaybı gibi bazı problemlerin önüne geçilmiştir. Ayrıca bu tür enerji üretimlerinde ilk kez periyodik manyetik alanların etkisi incelenmiştir. İlaveten, bu bulgular manyetik etkilerden enerji üretiminde kullanılmıştır. Titreşim frekansının sistemin doğal frekansına eşit olduğu durumda maksimum güç üretimi olmuştur. Uyartım frekansı artırılıp daha sonra azaltıldığında doğrusal olmayan yumuşama etkisi gözlenmiştir. Doğrusal olmayan yumuşama etkisinin kullanılan piezoelektrik malzemenin özelliklerinden ve dışarıdan uygulanan manyetik alanın etkisinden kaynaklandığı simülasyonlarla ve deneylerle ispatlanmıştır. Klasik sistemlerde piezoelektrik levhadan elde edilen gücün büyük bir kısmı doğrultma ve düzenleme için kullanılan elektronik sistemlerde harcanmaktadır. Enerji kaybını en aza indirmek amacıyla enerji depolama ve regülasyon devresi kullanılmıştır. Böylece elde edilen kullanılabilir enerji miktarı yaklaşık üç kat artmıştır.
Kontrol sistemleri laboratuvarı için matlab tabanlı eğitim seti
Bu çalışma, kontrol sistemleri derslerinde işlenen konular ile ilgili analiz ve deneyleri içeren Matlab tabanlı arayüz (GUI) ve Simulink uygulamalarını tanıtmaktadır. Sistemleri test etmek için kullanılan yazılımların öğrenilmesi ve uygulaması hem zaman kaybına neden olmakta hem de asıl amaçtan uzaklaşmamıza neden olmaktadır. Bu amaçla Matlab'da hazırlanan kullanıcı arayüzü ve simulink uygulamaları, kullanıcıların derin matematik, kontrol ve programlama bilgisine ihtiyaç duymadan, kontrol sistemlerinin tasarımına ve analizine imkan sağlamıştır. Hazırlanan arayüz uygulamaları hem sürekli zaman ve hem de ayrık zamanda analiz yapmaya olanak sağlamakla birlikte, simulink uygulamaları da kontrol sistemleri derslerindeki deneyleri daha kolay ve anlaşılır hale getirmiştir.
Bir fazlı paralel aktif güç filtreleri için sensörsüz da gerilim kontrolü
Bu çalışmada, doğrusal olmayan yüklerin sebep olduğu güç kalitesi problemlerini çözümlemek amacıyla kullanılan paralel aktif güç filtrelerinde, DA kondansatör gerilimini regüle edebilmek için yeni bir kontrol teorisi önerilmiştir. Filtre kayıplarının kaynaktan karşılanması ve bu sayede daha etkili harmonik filtreleme ve reaktif güç kompanzasyonu yapılabilmesi için eviricinin DA kondansatör geriliminin kontrol edilmesi gerekmektedir. Geliştirilen kontrol algoritmasında, önceki çalışmalardan farklı olarak, filtrenin DA kondansatör gerilimini ölçmek için bir gerilim sensörü kullanılmamaktadır. Bunun yerine, temel frekansta filtrenin referans kompanzasyon akımı ile gerçek kompanzasyon akımı arasındaki fark göz önünde bulundurularak, DA kondansatör gerilimi regüle edilmiştir. Gerçekleştirilen benzetim ve uygulama çalışmaları önerilen kontrol tekniğinin kolay yapısını, etkinliğini ve maliyetinin önceki sistemlerden daha düşük olduğunu göstermektedir.
Düşük düşülü mikro hidroelektrik santralleri için sabit mıknatıslı bir senkron generatör tasarımı
Bu çalışmada, yüzey yerleştirmeli radyal akılı sabit mıknatıslı senkron bir generatör, analitik ve sonlu elemanlar yöntemiyle tasarlanarak, elektromanyetik tasarım ve boyutlandırma kriterleri gösterilmiştir. Tasarımı yapılan makina, yüksek performans ve yüksek verimli sabit mıknatıslı senkron bir generatördür ve elektromanyetik analitik hesapları içermektedir. Radyal akılı sabit mıknatıslı bu senkron generatörün, elektriksel yükleme, hava aralığı akı yoğunluğu ve akım yoğunluğu sabit alındığında, yüksek verime sahip olduğu görülmüştür. Tasarlanan sabit mıknatıslı senkron makina eksenel akılı sabit mıknatıslı makinaya göre daha büyük hacimde ve stator yığın uzunluğuna karşı hava aralığı çapı fazla olarak elde edilmiştir. Bu durumda karşılaştırma sonuçlarına bağlı olarak radyal akılı sabit mıknatıslı makinaların, eksenel akılı sabit mıknatıslı makinalara göre daha üstün performans sergiledikleri görülmektedir.Bilim
Orta frekanslı punta kaynak transformatörü ve makinası tasarımı
Punto kaynağı günümüz sanayi koşullarında vazgeçilmez birleştirme yöntemidir. Punto kaynağında; diğer metallerden farklı olarak hafif, ucuz ve paslanmaya dayanıklı olan alüminyumun sanayide kullanım alanı giderek artmaktadır. Bununla birlikte alüminyumun punto kaynağı için çok fazla güç gerekmektedir. Geleneksel kaynak yöntemleri ile bu gücü karşılamak için şebeke frekansında büyük güçlü makinalara ihtiyaç vardır. Evirici teknolojisinin kullanılması, makinelerin çalışma frekansı sınırlamasını ve boyut problemini ortadan kaldırmıştır.Bu tez çalışmasında, orta frekanslı punto kaynak makinasının tasarımı ve elektromanyetik analizleri gerçekleştirilmiştir. Orta frekanslı punto kaynak makinalarının transformatör tasarımı için bu çalışmada analitik ve sonlu elemanlar yöntemi kullanılmıştır.Orta frekanslı uygulamalarında; iletken kayıplarının belirlenmesi önemlidir. Bu çalışmada, geneleksel kaynak makinası transformatörlerinin sargılarından farklı olarak sargı tipi litz ve folyo sargı olarak belirlenmiştir. Her iki sargı tipi içinde meydana gelen kayıplar incelenmiştir. Tasarlanan transformatörün primer sargısı litz iletken, sekonder sargısı ise folyo tipi iletken olarak seçilmiştir.Tasarlanan transformatör sinüsoidal pwm (spwm) tekniği ile evirici kullanılarak sürülmüştür. Evirici üzerinden kontrol yapılarak transformatörün çeşitli yüklerdeki dinamik tepkisi incelenmiştir. Ayrıca bu etkileri incelemek amacı ile uygun elektrod tipleri ve alaşımlarında elektrod analizleri gerçekleştirilmiştir. Punto kaynağı için uygun elektrod tipi ve alaşımı belirlenmiştir.
Motor kontrolünde aktif öğrenmenin kullanılması
Gelişen teknolojiyle birlikte insanların bilgi ve bilgisayar teknolojilerinden beklentileri giderek farklılaşmaktadır. İlk başlarda sadece karmaşık hesaplamaları yapmak ve bilgi aktarımı için kullanılan bilgisayarlar, artık çeşitli olaylar karşısında karar verme ve öğrenebilme yeteneğine sahip olmuşlardır. İnsanların öğrenen ve karar verebilen sistemler üretme isteği, yapay zeka kavramının doğmasına neden olmuştur. Bir sistemin tasarlanması ve kontrol edilmesi sistemin modellenmesi ile mümkündür. Zeki sistemler üretmede çok sıkça başvurulan yöntemlerden biride Yapay sinir ağlarıdır. Yapay sinir ağları insanın karar verme, ilişkiler kurma ve öğrenme yeteneklerinin makinelere kazandırılmasını sağlayan matematiksel sinir hücresi modelleridir. Bu tezde katı modellemesi yapılan ve 4 hareket eksenine sahip bir robot kolunun hareket noktalarının servo motorlar ile konumlandırılması, yapay sinir ağlarının öğrenme türlerinden olan aktif öğrenme yani yaparak öğrenme stratejisi ile benzetim olarak sunulmuştur.