Web tabanlı güç elektroniği sanal laboratuvarı

Abstract

Mühendislik eğitiminde, derste öğrenilen teorik bilgilerin uygulamaya dökülmesi, konuların kavranması açısından son derece önemlidir. Derste öğrenilen bilgilerin uygulamaya dökülmesi de daha çok laboratuvar çalışmalarıyla mümkün olmaktadır. Ancak laboratuvar imkânlarının kısıtlı olması, fiziksel olarak yüksek kurulum ve bakım maliyetleri gerektirmesi, yetersiz laboratuvar ekipmanlarından dolayı uygulama süresine ayrılan vaktin az olması, derse katılan kişi sayısının fazla olması gibi olumsuzluklar ortaya çıkabilmektedir. Bunları gidermek amacıyla yazılım tabanlı sanal laboratuvarlardan faydalanılabilmektedir. Bu tez çalışmasında Elektrik-Elektronik Mühendisliği alanındaki Güç Elektroniği dersine yönelik sanal laboratuvar tasarımı gerçekleştirilmiştir. Bu sanal laboratuvar, güç elektroniği alanında beş ana konuyu içermektedir: doğrultucu devreleri, konvertörler, invertörler, frekans dönüştürücüler ve güç kaynakları. Doğrultucu devreleri modülü bir veya üç fazlı, yarım veya tam dalga, diyotlu veya tristörlü, omik veya endüktif yüklü devrelerden oluşmaktadır. Konvertörler modülü ideal kıyıcı ve buck, boost, buck-bost, devrelerinden oluşurken invertörler modülü kare ve boşluklu kare dalga ile darbe genlik modülasyonu ile çalışan devreleri içermektedir. Frekans dönüştürücü modülünde bir faz-bir faz ve üç faz-bir faz frekans dönüştürücü devreleri yer alırken güç kaynakları modülünde yedi adet farklı işaret gerilim üreteci mevcuttur. Konu anlatımları ve animasyonlarla desteklenen sanal laboratuvarda rapor hazırlama, çevrimiçi destek gibi modüller de yer almaktadır.

It is extremely important to realize experiments of theoretical knowledge acquiring in the lectures for ensuring permanence of information in the field of electrical electronic engineering. Experimenting in the laboratories is the only way to reinforce informations which learned in courses. But this experimentations which carried out in real laboratories create some problems. The most important issues of experimenting in real laboratory are allocating less time for applications because of insufficient laboratory equipments, high range of participants in laboratory environment and construction cost of real laboratories. In this thesis, web based virtual power electronic laboratory is designed in order to overcome all these problems. In this thesis, web based virtual laboratory is designed for power electronics courses in the field of electrical electronic engineering. The designed simülator contains five important topics about the field of power electronics, respectively, rectifiers, converters, inverters, frequency converters and power supplies. Rectifiers circuits comprise subcircuits which contain half wave rectifier-full wave rectifier connections,diode-thyristor based components, inductive-ohmic load types, single phase-three phase link. Converter section has four circuit simulations, respectively, buck, buck-boost,boost and ideal chopper ciruit. Inverter simulations are based on modulation types which are square wave inverter, modified square wave inverter and pulse width modulation inverter. In Frequency converters section, single phase- single phase and three phase-single phase topology is prepared. Power supplies consist of seven different voltage generators. Besides, the simulator which is supported with lecture notes and circuit animation has features, such as preparing reports, online support, etc.