buradan - Powergie

Yrd. Doç. Dr. Vehbi BölatKesintisiz Güç Kaynakları (KGK; UninterruptiblePower Supply, UPS) kritik yük olaraknitelendirilen ve elektrik enerjisindeki bozulmalaratahammülü olmayan yükleri, bu güçkalitesi ile ilgili problemlerden izole eden güç elektroniğicihazlarıdır. Hassas ve kritik yüklerin performansını etkileyebilecekgüç kalitesi problemleri harmonikler, hızlıve yavaş gerilim değişimleri, elektrik kesintileri, frekansdeğişimleri vb. sayılabilir. Bu yazımızda geleneksel6-darbeli doğrultuculu KGK’ların şebekede nedenolduğu sorunlardan ve çözüm olarak geliştirilen IGBTdoğrultuculu KGK’lardan bahsedeceğiz.Yapısında 6-darbeli tristör doğrultucuların kullanıldığıgeleneksel KGK’lar çıkışlarında bağlı olan yükütam olarak regüle edilmiş, kararlı bir AC gerilim ilebeslerken, kendisinin bağlı olduğu şebekeye güçkalitesi ile ilgili problemler yansıtırlar. Doğrultucuçıkışında sabit bir DC gerilim oluşturulurken 6-darbelidoğrultucuda yer alan her bir tristör, farklı anlarda akımkomutasyonuna uğrar. Şebekeden çekilen akımınbir tristör elemanından diğerine aktarıldığı bu komutasyonanlarında şebeke geriliminde gerilim çentikleri(voltage notches) denilen gerilim bozulmaları oluşur.Beslenilen kaynağın çıkış gücüne ve hat seri endüktans(Ls) değerine bağlı olarak bu gerilim düşümleriderin ve uzun süreli olabilir. Öte yandan gelenekselKGK’nın doğrultucuları lineer olmayan bir yükdavranışı sergiledikleri için gerilim dalga şekli sinüzoidalolan AC güç kaynağından sinüzoidal olmayan fazakımları çekerler. Çıkışında sabit IL yük akımı çeken biryükü besleyen üç fazlı (6-darbeli) diyot doğrultucu içingerilim çentiklerinin oluştuğu kaynak gerilimi ile fazakımı dalga şekli aşağıda verilmiştir (Şekil 1). Bu dalgaşekilleri, diyot elemanı yerine belli açılarda tetiklenentristör elemanlarının yer aldığı doğrultucular için degeçerlidir. Akım dalga şekli düşük merteben (250Hz,350Hz, 550Hz, 650Hz) ve yüksek genlikli harmonikleriçerir. THD(ia) değeri %33-35 seviyelerindedir ve ciddiproblemlere neden olabilecek kadar yüksektir.Şekil 1. Üç fazlı diyot doğrultucu, (a) Güç devresi (b) Kaynak gerilimi (c) İdeal faz akımı (d) Faz akımı harmonik spektrumu16