Güç elektroniği dönüştürücü devrelerinden oluşan Katı Hal Transformatörü (KHT) konseptinin gelecekte düşük frekanslı (50/60 Hz) geleneksel güç transformatörlerinin (GGT) yerini alması beklenmektedir. KHT sistemi; güç faktörü düzeltme, iki yönlü güç akışı, yenilenebilir enerji sistemlerine entegrasyon ve kontrol edilebilirlik gibi GGT’de bulunmayan avantajlı özelliklere sahip olmakla beraber hacim ve ağırlıkları yine GGT ile karşılaştırıldığında oldukça düşük seviyelerdedir.
KHT’de AC-AC gerilim dönüşümü işlemi 3 aşamadan meydana gelir ve her aşamada bir alt devreden yararlanılır. Söz konusu bu dönüşüm aşamaları ve alt devreler sırasıyla; AC-DC için 3-Fazlı Active Front-End Dönüştürücü, DC-DC için Çift Aktif Köprü Dönüştürücü ve DC-AC için 3-Fazlı İnverterdir. Ayrıca her bir alt devre arasındaki bağlantı DC Link kondansatörleri üzerinden sağlanmaktadır. KHT’yi meydana getiren bu alt dönüştürücü devreleri sayesinde tıpkı GGT gibi AC-AC gerilim dönüşüm işlemi gerçekleşir fakat bu dönüşümler yüksek frekanslarda yapıldığı için KHT’nin hacim ve ağırlığı oldukça azalır.
Burada yapılan çalışmada KHT’nin topolojik yapısı, tasarım ilkeleri, kontrol sistemi ve AC-AC gerilim dönüşümü sürecinin tüm aşamaları incelenmiştir. Bu kapsamda KHT için tasarlanan kontrol sisteminin performans analizini değerlendirmek amacıyla yaklaşık 10 kVA gücünde bir KHT için PSIM simülasyonu gerçekleştirilmiştir. Elde edilen simülasyon sonuçlarından KHT’nin AC-AC gerilim dönüşümünde yüksek performansa sahip olduğu ve gelecekte GGT’nin yerine kullanılabileceği gösterilmiştir. ORCID NO: 0000-0003-2362-7183
Anahtar Kelimeler: Katı Hal Transformatörü, AC-AC gerilim dönüşümü, Güç faktörü düzeltme
|
