GERİ DÖN
Ders Öğretim Planı
| Dersin Kodu | Dersin Adı | Dersin Türü | Yıl | Yarıyıl | AKTS |
|---|---|---|---|---|---|
| MYELK2008 | GÜÇ ELEKTRONİĞİ II | Ders | 2 | 4 | 3,00 |
Dersin Seviyesi
Önlisans
Dersin Sunulduğu Dil
Türkçe
Dersin Amacı
Bu dersin amacı, modern endüstriyel otomasyon ve yenilenebilir enerji sistemlerinde kullanılan güç elektroniği topolojilerini öğrenmek; inverterler, dönüştürücü devreler, VFD sistemleri ve PWM/SPWM kontrol yöntemlerini teorik ve uygulamalı olarak analiz edebilme becerisi kazandırmaktır. Ayrıca ders, öğrencilere simülasyon araçları ve laboratuvar uygulamaları aracılığıyla endüstriyel güç elektroniği devrelerinin tasarımı, test edilmesi ve arıza giderme konusunda yetkinlik kazandırmayı amaçlamaktadır.
Dersi Veren Öğretim Görevlisi Görevlileri
Dr. Öğr. Üyesi Muhammet ATEŞ
Öğrenme Çıktıları
| 1 | DC-AC inverter ve AC-AC dönüştürücü sistemlerin çalışma prensiplerinin, anahtarlama topolojilerinin ve güç akış yapılarının analizi. |
| 2 | PWM ve SPWM tabanlı kontrol tekniklerini kullanarak inverter çıkış gerilim ve frekans kontrolünü gerçekleştirir. |
| 3 | Tek fazlı ve üç fazlı inverter sistemlerinde anahtarlama stratejilerini, iletim modlarını ve çıkış dalga şekillerini yorumlar. |
| 4 | MATLAB/Simulink, Proteus veya benzeri simülasyon yazılımlarını kullanarak güç elektroniği devrelerini tasarlar, analiz eder ve doğrular. |
| 5 | Installs, tests, and safely operates inverter, motor driver, and power converter systems in a laboratory environment, and uses measurement instruments effectively. |
| 6 | Gerçek dünya endüstriyel uygulamalarına yönelik güç elektroniği projelerini takım üyesi olarak tasarlar, geliştirir ve teknik olarak sunar. |
Öğrenim Türü
Birinci Öğretim
Dersin Ön Koşulu Olan Dersler
Yok
Ders İçin Önerilen Diğer Hususlar
Yok
Dersin İçeriği
Bu ders; güç dönüşüm sistemleri olan tek fazlı ve üç fazlı köprü inverter yapılarını, Sinüzoidal Darbe Genişlik Modülasyonu (SPWM) tekniklerini, AC gerilim denetleyicilerini ve Frekans Dönüştürücülerin (VFD) iç mimarilerini (Doğrultucu + DC Link + İnverter) kapsar. Müfredat; asenkron, DC, servo ve step motor sürücü donanımlarının kontrol stratejilerini, V/f çalışma prensibini içerir. Ders; gerçek dünya endüstriyel uygulamalarına ve yenilenebilir enerji senaryolarına dayalı bir dönem sonu projesi tasarımı ve jüri önünde sunumu ile tamamlanır.
Haftalık Ayrıntılı Ders İçeriği
| Hafta | Teorik | Uygulama | Laboratuvar |
|---|---|---|---|
| 1 | DC–AC dönüşüm prensibi ve inverter sistemlerin endüstriyel uygulamaları, kesintisiz güç kaynakları (UPS) ve yenilenebilir enerji (güneş/rüzgâr) sistemlerindeki kullanım alanları. Temel köprü topolojilerinin analizi. | ||
| 2 | Tek fazlı tam köprü (H-köprü) inverter devresinin yapısı. MOSFET/IGBT anahtarlama elemanlarının iletim sırası, çapraz iletim (shoot-through) koruması (dead-time) ve kare dalga çıkış sinyali analizi. | Tek fazlı tam köprü inverter devresinin simülasyonu, anahtarlama sinyallerinin zamanlama dizisinin tasarlanması ve çıkış gerilim dalga şeklinin analizi. | |
| 3 | Üç fazlı köprü inverter yapısı, faz ve hat gerilimlerinin oluşumu, 120° ve 180° iletim modlarının çalışma prensipleri ve anahtarlama (tetikleme) matrisleri. | Üç fazlı inverter köprü devresinin simülasyon bloklarının oluşturulması, 180° iletim moduna göre gate sinyallerinin üretilmesi ve omik yük üzerinde üç fazlı gerilim dalgalarının gözlemlenmesi. | |
| 4 | Kare dalga anahtarlamada çıkış gerilim genliğinin kontrol sınırları. Darbe Genişlik Modülasyonu (PWM) prensibi ve duty cycle (görev periyodu) kontrolü. | ||
| 5 | İnvertör kontrolü için sinüzoidal PWM (SPWM) mantığı. Referans sinüs sinyali ile taşıyıcı üçgen sinyalin karşılaştırılması. | Analog karşılaştırıcı bloklar kullanılarak simülasyon yazılımında (MATLAB/Simulink veya PSIM) üç fazlı SPWM dalga üretim sisteminin modellenmesi ve tetikleme sinyallerinin doğrulanması. | |
| 6 | Akım Beslemeli Eviriciler | ||
| 7 | AC-AC dönüştürme topolojileri. TRIAC ve ters paralel bağlı SCR çiftleri kullanılarak monofaze AC gerilim kontrolü. Faz açısı kontrol mantığı ve AC güç regülasyon karakteristikleri. | ||
| 8 | İlk 7 haftanın konu başlıklarının (köprü inverterler, iletim modları, PWM ve SPWM teknikleri, çıkış analizleri) özeti ve ara sınav (ara değerlendirme). | ||
| 9 | Basic philosophy of industrial motor drives (Variable Frequency Drive – VFD). Topology of AC-DC-AC conversion. An integrated analysis of the uncontrolled/controlled rectifier stage, DC link (capacitor/inductor filter) and output bridge inverter structure as a whole. | ||
| 10 | Doğrudan Frekans Dönüştürücüleri | Bir değişken frekanslı sürücü (VFD) endüstriyel hız kontrol cihazının blok diyagramının simülasyon yazılımında modellenmesi ve AC şebeke girişinden motora kadar olan enerji dönüşüm aşamalarının adım adım gözlemlenmesi. | |
| 11 | İnvertör ile sürülen asenkron motorlar için hız kontrol algoritmaları. Kaymanın frekans değişimine katkısı. Parametre ayarları (hızlanma/yavaşlama rampaları, motorun nominal değerlerinin ayarlanması). | ||
| 12 | PLC ve endüstriyel inverter (VFD) eğitim setinin entegrasyonu. Haberleşme hatları üzerinden motor hız set değerlerinin iletilmesi ve motorun farklı hız seviyelerinde çalıştırılması. | ||
| 13 | Hassas konum ve hız kontrolü gerektiren servo sistem mimarileri. Adım (step) motor sürme mantığı (tam adım, yarım adım, mikro adım). Kapalı çevrim kontrol felsefesi ve encoder sinyallerinin işlenmesi. | ||
| 14 | Sinyal jeneratöründen step/servo motor sürücü modülüne yön (DIR) ve darbe (PULSE) sinyallerinin uygulanmasıyla motor milinin hassas konumlandırma testlerinin gerçekleştirilmesi. | ||
| 15 | Dönem başında gruplardan, “Gerçek Dünya Güç Elektroniği ve Sürücü Sistemi” projelerini (örneğin üç fazlı SPWM inverter tasarımı, VFD tabanlı asenkron motor hız kontrol sistemi, şebeke bağlantılı güneş inverter modeli veya UPS sistem tasarımı) çalışan donanım ya da gelişmiş simülasyon platformu kullanarak sınıf ortamında sunmaları ve savunmaları istenir; bu sunumlar uygulama final değerlendirmesi olarak kabul edilir. |
Ders Kitabı Malzemesi Önerilen Kaynaklar
Rashid, M. H. (2014). Power electronics: Circuits, devices, and applications (4th ed.). Pearson. Krishnan, R. (2001). Electric motor drives: Modeling, analysis, and control. Prentice Hall.
Planlanan Öğrenme Aktiviteleri ve Metodları
Değerlendirme
| Yarıyıl (Yıl) İçi Etkinlikleri | Adet | Değer |
|---|---|---|
| Ara Sınav | 1 | 100 |
| Toplam | 100 | |
| Yarıyıl (Yıl) Sonu Etkinlikleri | Adet | Değer |
| Final Sınavı | 1 | 50 |
| Proje Sunma | 1 | 50 |
| Toplam | 100 | |
| Yarıyıl (Yıl) İçi Etkinlikleri | 40 | |
| Yarıyıl (Yıl) Sonu Etkinlikleri | 60 | |
Staj Durumu
Yok
İş Yükü Hesaplaması
| Etkinlikler | Sayısı | Süresi (saat) | Toplam İş Yükü (saat) |
|---|---|---|---|
| Ara Sınav | 1 | 2 | 2 |
| Final Sınavı | 1 | 2 | 2 |
| Derse Katılım | 14 | 1 | 14 |
| Laboratuvar | 8 | 2 | 16 |
| Proje Hazırlama | 1 | 12 | 12 |
| Proje Sunma | 1 | 8 | 8 |
| Ara Sınav İçin Bireysel Çalışma | 1 | 10 | 10 |
| Final Sınavı içiin Bireysel Çalışma | 1 | 12 | 12 |
| Toplam İş Yükü (saat) | 76 | ||
Program ve Öğrenme Çıktıları İlişkisi
| PÇ 1 | PÇ 2 | PÇ 3 | PÇ 4 | PÇ 5 | PÇ 6 | PÇ 7 | PÇ 8 | PÇ 9 | PÇ 10 | PÇ 11 | |
| ÖÇ 1 | 3 | 3 | 2 | 3 | 3 | 3 | 3 | 2 | 3 | 3 | 4 |
| ÖÇ 2 | 3 | 3 | 3 | 3 | 3 | 2 | 3 | 2 | 3 | 3 | 4 |
| ÖÇ 3 | 3 | 4 | 3 | 3 | 2 | 3 | 3 | 2 | 3 | 3 | 4 |
| ÖÇ 4 | 2 | 4 | 3 | 3 | 3 | 3 | 4 | 2 | 4 | 3 | 4 |
| ÖÇ 5 | 3 | 5 | 4 | 4 | 3 | 4 | 3 | 5 | 4 | 4 | 5 |
| ÖÇ 6 | 5 | 4 | 3 | 2 | 5 | 4 | 4 | 4 | 3 | 4 | 4 |
* Katkı Düzeyi : 1 Çok düşük 2 Düşük 3 Orta 4 Yüksek 5 Çok yüksek