MATRİS KONVERTERDEN BESLENEN TEK FAZLI ASENKRON MOTORUN SAYISAL BENZETİMİ

Abstract

in ÖZET Yüksek Lisans Tezi MATRİS KONVERTERDEN BESLENEN TEK FAZLI ASENKON MOTORUN SAYISAL BENZETİMİ Bilal GÜMÜŞ Fırat Üniversitesi Fen Bilimleri Enstitüsü Elektrik Elektronik Mühendisliği Anabilim Dalı 1997, Sayfa: 64 Bir fazlı asenkron motorlar evlerde ve endüstride yaygın olarak kullanılırlar. Bu motorlar genellikle sabit devir sayılarında işletilirler. Değişken devir sayılarının gerekli olduğu uygulamalarda değişken gerilim ve frekans kaynaklan gereklidir. Değişken, gerilim ve frekans elde etmenin bir yolu da eviricileri kullanmaktır. Ancak eviriciler sistemin üçte birini kaplayan büyük DC kapasitelere ihtiyaç duymaktadırlar. Bununla birlikte eviriciler giriş tarafı kontrol edilmeksizin çift yönlü güç akışı yapamamaktadırlar. Değişken gerilim ve frekans kaynağı olarak kullanılabilmen direk AC-AC çeviriciler motor kontrol uygulamalarında birtakım üstünlüklere sahiptirler. Bu tezde matris konverter teorisi kullanılarak, üç faz girişli, bir fazlı matris konverter elde edilmiştir. Bu konverter minümum pasif elemanlara ihtiyaç duymaktadır. Bu konverter bir fazlı asenkron motorun beslenmesi için gerekli bir fazlı gerilimi, üç fazlı kaynak geriliminin iki yönlü anahtarlar ile yüksek frekansta anahtarlanması ile elde eder.Bu çalışmada çift kondansatörlü bir fazlı asenkron motorun yolalma ve çalışma performansı Simulink yazılım paketinde yapılan model yardımı ile izlenmiştir. Bu model bir araç kutusu haline getirilmiştir. Bir fazlı asenkron motorun beslenmesinde kullanılan üç faz girişli bir fazlı matris konverter de Simulink'te modellenmiştir. Bu modeller yardımıyla matris konverter tarafindan beslenen bir fazlı asenkron motorun benzetim modeli elde edilmiştir. Sabit v/f oranı altında motorun geçici ve sürekli hal performansı incelenmiştir. Değişik kapasite değerlerinin, özellikle düşük frekanslarda, endüklenen moment üzerindeki etkileri analiz edilerek değişik fekanslardaki optimum kapasite değerleri elde edilmeye çalışılmıştır. Tezde yapılan benzetim değişken frekanslı bir kaynağın bir fazlı asenkron motorun hız kontrolünde kullanılabileceğini göstermiştir. Motorun moment performansı gerilim frekans yasası da kullanılarak, özellikle düşük ferkanslarda, arttırılmıştır.in ÖZET

V ABSTRACT Master Thesis THE DIGITAL SIMULATION OF SINGLE PHASE INDUCTION MOTOR FED BY MATRIX CONVERTER Bilal GÜMÜŞ Fırat University Graduate School of Sciences and Technology Department of Electrical & Electronic Engineering 1997, Page: 64 The single phase induction motor widely used in many applications such as in home appliances and the workshop. These motors are inherently single-speed machines. Therefore, there is a need to have variable voltage and frequency source if thy are to be used in the variable speed applications. One approach is to use voltage source inverters for variable speed single phase induction motors. Howewer, inverters require large DC link capacitors which occupy one third of the whole inverter system bulk. Additionaly, they are not able to perform bidirectional power flow without making the input side of the inverter controllable. In contrast to the inverters direct AC-AC converters have a number of advantages in motor control applications. In this thesis a three phase to single phase converter applying the matrix converter theory has been considered. This converter requires minumum pasive components. The converter switches three phase supply voltages at high frequency by using three bidirectional switches to construct the single phase output waweform required by a single phase induction motor. In this thesis, a single phase induction motor with two capasitors which are used for improving the starting and running performance has been modelled using Simulink software package. This model is served as a toolbox. A three phase to single phase matrix converter has also been modelled to drive the single phase induction motor.TheVI converter in the model provides variable voltage and -frequency source and feeds the Simulink toolbox created for the single phase induction motor. The performance of the mootr under constant v/f control has been examined for tranzient and steady state conditions. Analysis of the developed torque specially at low frequencies has been done for different value of the capacitors both under acceleration and steady state operations. Optimum capacitor values for different operation conditions have been obtained. The simulation in this thesis shows that a variable frequency bidirectional power supply can be used for speed control of single phase induction motors. The torque performance of the motor can be enhanced by modifying the voltage- frequency law specially at low speeds. Keywords: Single Phase Induction Motor, Matrix Converter, Simulink.