koşulları ile nasıl başa çıkılabileceği konusunda pek fazla çalışma yoktur. Tablo l'de gösterilen şekilde aşırı bir giriş voltaj varyasyonu olması durumunda, rezonant topolojiler kullanılmış ise, çevirici optimizasyon tasarımı ciddi bir sorun olmaya devam etmektedir. Aslında, girdi voltajının geniş dağılımı yüksek miktarda dolaşım enerjisine yol açabilmektedir. Bu durum, genel anlamda verimliliği ve de çevirici güç yoğunluğunu ciddi oranda azaltmaktadır. Geçmişte, bu gereklilikleri ve çıkış gücü yük varyasyonlarını karşılamaya yönelik pek çok çözüm önerilmiştir. Konvansiyonel seri-rezonant çevirici, açma-kapama frekansı rezonantfrekans üzerinde olduğu zaman, aktif cihazlar için NS ile birlikte çalışır. Ancak gelen voltajın ve çıkış yükünün seviyesindeki büyük değişimler için, çevirici geniş açma-kapama frekansı varyasyonları ile çalışmalıdır. Bu durum, çeviricinin optimizasyonu karmaşık hale getirir (2,3]. Buna ilave olarak, gelen voltajın yüksek olduğu durumlarda, örneğin demiryolu uygulamalarında olduğu gibi, yüksekvoltaj derecesine sahip cihazların kullanılması gerekliliği durumu daha kötü hale getirmektedir. Çeviricilerin seri şekilde bağlanmasının, ana cihazlar üzerindeki voltaj baskısını azalttığı tavsiye edilmektedir (4,5]. Bu durum, çeviricilerin açma-kapma özelliklerini muhafaza ederken, düşük-voltaj dereceli cihazların kullanılmasına imkan verir. Ancak, giriş kapasitörleri boyunca gelen akım voltajını dengelemek için, ilave bir kontrol stratejisine gerek vardır. Farklı yaklaşımların karmaşıklıklarını en aza indirme amacıyla, BORDLINE M serisi çevirici, traksiyon desteği hizmetleri için kullanılan AC/ DC/DC izole edilmiş çeviricilerin performansında geniş gelen voltaj sınırlarının etkisini azaltmak için yeni bir çözüm sunmaktadır. Üniteler, pilleri şarj etmek için galvaniz ile izole edilmiş sabit doğrudan voltaj ve AC motorlarını çalıştırmak için sinüsoyidal üç fazlı voltaj sunmaktadır. Opsiyonel olarak, sinüsoyidal çıkış voltajı da galvaniz ile izole edilebilmektedir. Burada, ön D (!J TEKNİK TANITIM Tablo 1. EN50163 Uluslararası Standarttan Alınmış Hali İle Demiryolu Sistemleri İçin Giriş Akımı Voltaj Değerleri (Oldukça geniş olan girdi akımı sınırları, bazı özel zorluklar çıkarmaktadır) EN50163, UIC550 Sistem voltajı Minimum sürekli Minimum Normal voltaj Maksimum Maksimum olmayan sürekli voltaj sürekli voltaj sürekli olmayan Voltaj Umin2(V) Umin 1 (V) Unom (V) Umaxl (V) Voltaj Umax2 (V) DC Sistem 400 400 600 720 800 500 500 750 900 1000 1000 (900 UIC 10 dak.) 1000 1500 1800 1950 2000 (1 800 uıc 10 dak.) 2000 3000 3600 3900 700 Vrms 800 Vrms 1000 Vrms 1150 Vrms 1200 Vrms 16,67 Hz/50 Hz 1050 Vrms 1140Vrms 1500 Vrms 1650 Vrms 1740 Vrms 50 Hz Günümüzdeki traksiyon uygulamalarında, voltaj ve akım gerekliliklerini karşılama anlamında, yalıtımlı-geçişli çift kutup transistörleri (IGBT'ler) en uygun açma-kapama cihazları olup, çok yüksek yalıtım voltajı seviyeleri sunmaktadırlar. taraftaki güç mimarisi üç seviyeli PFC (güç faktörü düzeltici) çevirici olup, gelen elektrik voltajındaki varyasyonları takip eder ve bu sayede tüm çalışma koşullarında bire yakın bir güç faktörü garantiler. İkinci çevirici aşaması, NS'de ve ZCS (sıfır akımlı açma kapama)'ya yakın bir modda çalıştırılan üç seviyeli bir LLC izole edilmiş rezonant çevirici tarafından gerçekleştirilir. (Bir LLC, bir kapasitör ve i ki indüktans kullanan bir rezonant devredir. Bu indüktansların her ikisi de transformatörün sarma parametreleri olabilir.) Sert Açma-Kapamaya Kıyasla Yumuşak Açma-Kapama Yarı iletken cihazların çevirme modu durum geçişleri (açma veya kapama) sırasında ortaya çıkan enerji kayıp miktarına bağlı olarak genelde sert-açma kapama, şok-gidericili ve yumuşak açma-kapama olarak sınıflandırılmaktadır. Şekil 1, bu üç çevirim madunu göstermektedir. Sert açma-kapamada (Şekil la), yarı-iletken cihaz boyunca olan voltaj ve onun akımı arasında ciddi bir çakışma alanı vardır. Şekil lb, yarı-iletken ile seri şekilde bağlanmış olan L (indüktör) türü şok giderici devreye sahip bir cihazın tipik çevrimini göstermektedir: Şok giderici devre, akımın değişim hızını (dl/dt) azaltmakta bu da voltaj ve akım arasındaki çakışmanın azaltılmasına yardımcı olmakta ve açma-kapama kayıtların ciddi oranda azaltmaktadır. Şekil le, tipik bir yumuşak açma-kapama çevrim göstermektedir (ZVS, sıfır-voltaj açma kapama). Çakışmayı önlemek için bir dış devre kullanılmaktadır. Yarı-iletken, uçlarındaki voltaj sıfıra ulaşmadan akım iletmeye başlamamaktadır. Bu sayede açma-kapama kayıpları ortadan kaldırılmaktadır. Kapalı konum geçişi de benzer özellikler taşır (Şekil 2). Sert kapatma (Şekil 2a), en büyük kayıplara sebep olur. Şok-gidericili mod (Şekil 2b), cihaza paralel olarak bağlanmış bir C (kapasitör)-türü şok-giderici ile elde edilir ve cihazın dV/dt'sini azaltır. Son olarak, Şekil 2c yumuşak açma-kapamalı kapatma geçişini (ZCS, sıfır-akım açma-kapama) göstermektedir. Bir IGBT cihazı için yumuşak açma-kapama geçişi Şekil 3'te gösterilmiştir. Şekil 1. Çevirme madunun açılması: sert (al, L seri halinde (b), yumuşak (el Şekil 2. Çevirme madunun kapatılması: sert (a), L seri halinde (b), yumuşak (c) Tesisat Dergisi Sayı 169 - Ocak 2010 143
RkJQdWJsaXNoZXIy MTcyMTY=