SSH’de Güç ve Enerji Kavramları

... konulu sunumlar: "SSH’de Güç ve Enerji Kavramları"— Sunum transkripti:

1 SSH’de Güç ve Enerji Kavramları
Hatırlatma Tüm akım ve gerilimler “w” frekanslı sinüsoidaller Ani Güç ve Ortalama Güç R 2- uçlu direnç elemanı Kaynak tarafından dirence aktarılan güç: * bağıntısından Ani güç peryodu boyunca iki kere ve arasında değişiyor Bir peryod boyunca ortalama güç:

2 Kaynak tarafından kapasiteye aktarılan güç:
C kapasite elemanı Hatırlatma Kaynak tarafından kapasiteye aktarılan güç: *** bağıntısından Ani güç peryodu boyunca iki kere ve arasında değişiyor Bir peryod boyunca ortalama güç:

3 L endüktans elemanı Kapasite için elde edilen bağıntılara benzer şekilde Kaynak tarafından kapasiteye aktarılan güç: Bir peryod boyunca ortalama güç:

4 _ 1-Kapılı i + N-Devresi G v SSH
T anında G kaynağı tarafından N devresine aktarılan ani güç: *** bağıntısından Bir peryod boyunca ortalama güç:

5 Ortama güç v(.),i(.) sinüsoidallerinin sadece genliğine değil fazına da bağlı
Güç faktörü (güç çarpanı) olarak adlandırılır V=ZI bağıntısı ile belirlenen N 1-kapılısına ilişkin giriş empedans fonksiyonu Z’ye ilişkin faz ‘dir.

6 Kompleks Güç i + _ v N-Devresi SSH G 1-kapılı N devresine G kaynağı tarafından aktarılan kompleks güç: Aktif Güç [Watt] Reaktif Güç [VAR] [VAR]-VoltAmperReaktif

7 L.O. Chua, C.A. Desoer, S.E. Kuh. “Linear and Nonlinear Circuits” Mc.Graw Hill, 1987, New York

8 Kompleks Gücün Sakınımı
Tellegen Teoremi KAY+KGY Herhangi bir devrede enerji sakınımı geçerlidir Teorem: Hep aynı w frekanslı sinüsoidal kaynaklarla sürülen lineer zamanla değişmeyen devrenin SSH’de çalıştığını varsayalım. Kaynaklar tarafından devreye aktarılan kompleks güçlerin toplamı devredeki elemanlar tarafından çekilen kompleks güçlerin toplamına eşittir. Tanıt: KGY’yi sağlayan gerilim fazörleri KAY’yi sağlayan akım fazörleri KAY Tellegen teoreminden L.O. Chua, C.A. Desoer, S.E. Kuh. “Linear and Nonlinear Circuits” Mc.Graw Hill, 1987, New York

9 Maksimum Güç Transferi Teoremi
Amaç: Devre SSH’de çalışıyor; ZL ‘nin değerini, çektiği aktif gücün maksimum olmasını sağlayacak şekilde belirlemek. ZL =? Varsayımlar: Kompleks gücün sakınımı Aktif gücün sakınımı Kaynağa ilişkin aktif güç ZG ’de harcanan aktif güç PL , ØIL ve ILm ‘nin fonksiyonu (RG >0 ve EG baştan belirli)

10 PL ‘yi maksimum kılmak için
IL ‘nin maksimum değeri:

11 Sonuç: SSH’de kaynakları w frekanslı 1-kapılı ZL yük empedansını beslesin.
Bu 1- kapılı Thevenin eşdeğeri ile verilsin.Yük empedansının bu 1-kapılıdan maksimum ortalama güç çekmesi için gerek ve yeter koşul olmasıdır. Bu durumda yüke aktarılan maksimum aktif güç: , ‘ye eşit olduğundan kaynağın enerjisinin %50’si yüke aktarılıyor ‘yi kontrol etmek imkanımız olmadığından bu elde edilebilecek en iyi sonuç.

12 3-Fazlı Devreler Neden? Yüksek Gerilim Üç Faz AC- Kaynak empedansına sahip bir hattaki kayıp: iletilen ortalama güç: hattaki kayıp tekrar ele alınırsa: Sabit R için kaybolan güç büyük, güçfaktörü 1’e yakın tutularak küçültülebilinir. Dengeli yük altında titreşim yok. DC-den daha uygun çünkü transformatörler aracılığı ile yükseltilip, azaltılabilir. Daha ucuza endüksiyon motoru üretilebilir. Transformatörler 50-60 Hz’de bakım gerektirmezler. Transmisyon hatları daha az masraflı kılınabilinir. DC kaynaklardan daha kolay üretilir.

13 Rotor-iki kutuplu mıknatıs
3-Fazlı Jeneratör Rotor-iki kutuplu mıknatıs Stator-üç sargı içeriyor: aa’, bb’, cc’ aa’, bb’ ile aynı sargı ancak rotorun hareket yönünde farklı konumda yerleştirilmiş. Benzer şekilde aa’ ile cc’ aynı sargı ancak aralarında fark var. Akılar: aa’: bb’: cc’: sabit L.O. Chua, C.A. Desoer, S.E. Kuh. “Linear and Nonlinear Circuits” Mc.Graw Hill, 1987, New York

14 Rotor sabit hızla dönsün:
akılar gerilimler Gerilimlerin Fazörleri: L.O. Chua, C.A. Desoer, S.E. Kuh. “Linear and Nonlinear Circuits” Mc.Graw Hill, 1987, New York

15 Dengeli yük altında 3-fazlı jeneratör
n-n’ bağlayan kabloya gerek yok. Neden? L.O. Chua, C.A. Desoer, S.E. Kuh. “Linear and Nonlinear Circuits” Mc.Graw Hill, 1987, New York

16 Ani Güçler: Ani guc sabit. Ani gücün özelliği ne?

17 n-referans düğümü olsun
Amaç: Dengeli yüklü 3-fazlı devrenin analizi bir fazlı devrenin analizine indirgenebilir mi? n-referans düğümü olsun VR VT VS IR IS IT n- düğümüne ilişkin denklem n ile n’ aynı değerde =0

18 Üç faz tamamen simetrik, birini çözünce hepsini çözmüş oluyoruz.
VR VT VS IR IS IT n-a-a’-n’-n düğüm dizisi için KGY n-b-b’-n’-n düğüm dizisi için KGY n-c-c’-n’-n düğüm dizisi için KGY Üç faz tamamen simetrik, birini çözünce hepsini çözmüş oluyoruz.

19 Dengeli yüklenmiş 3-fazlı sistemlerin analizi Üçgen Yıldız
b c Yıldız 1 2 3 Üçgen-Yıldız Bağlantısı Yıldız-Üçgen Bağlantısı zc zb za z1 z2 z3

20 Üçgen-Yıldız , Yıldız-Üçgen arasındaki geçiş nasıl elde edildi?
b c 1 2 3

21 Yıldız bağlantıdaki Z1 ‘i üçgen bağlantıdaki Za, Zb, Zc cinsinden yazmak için: