Stroboskop Nedir? Ne İşe Yarar Nerelerde Kullanılır? Stroboskop Çalışma Prensibi

Stroboskop nedir: Bazen hızlı dönen bir tekerleğe, bir bilgisayar fanına baktığımız da teker veya fan duruyor gibi gelir. Yada geriye doğru dönüyor gibi göründüğünü algılarız. Bu bir göz yanılgısıdır. Buna stroboskopik etki denir. Bu etki kullanılarak dönen cisimlerin devir sayıları ölçülebilir. Stroboskop, temassız devir ölçümü yapar. Kullanan kişinin durur olarak algıladığı makine ve kurulumlarda hareketi görselleştirir.

Stroboskop Ne İşe Yarar?

Dalgaların frekansını ve dalga boylarını ölçmek için kullanılan araca  stroboskop denir. Stroboskop merkezindeki eksen etrafında dönebilir. Üzerinde eşit aralıklarla açılmış yarıklar bulunan daire şeklindeki bir ölçüm aracıdır. Stroboskop, ayarlanabilir frekansta yanıp sönen bir lambadan meydana gelen devir ölçüm cihazıdır.

Bazı stroboskoplar akü ile çalışır. Yapılarından dolayı kullanışlı hafif ve pratik oldukları için her yerde kullanılabilirler. Frekansları basamaksız ayarlanabilir. Hızlı sonuç vermeleri ve daha düşük fiyat ve maliyetlerinden dolayı el stroboskopları kullanılmaktadır.

Stroboskop Çalışma Prensibi

Stroboskop nasıl çalışır? Dijital bir ölçüm cihazıdır. Stroboskop üzerinde yanıp sönen ışık vardır. Bir tür flaş. Bu yanıp sönen ışığı devir sayısı ölçülecek elektrik motorunun miline tutularak frekansı mil duruyor görülene kadar ayarlanır. Frekans ayarlandıkça ışığın yanıp sönme hızı değişecek ve bir noktadan sonra elektrik motor mili sanki dönmüyormuş gibi görülecektir.

Bu anda stroboskobun frekansı elektrik motor devrine eşitlenmiştir. Stroboskop üzerindeki frekans göstergesinden o anki değer okunur. Böylece elektrik motor devir sayısı ölçülmüş olur. Stroboskob, takometredeki gibi elektrik motor miline fiziksel bir temas olmamasıdır. Bazı yerlerde devri ölçülecek sisteme dokunamayabiliriz. Yada takometreyle dokunduğumuzda dönüş hızını etkilemiş oluruz ve ölçüm sonucu yanlış çıkabilir. Stroboskop kullanımıyla yapılan ölçümlerde bu tür sorunlar giderilmiş olur.

Stroboskop; Geniş frekans aralığı ve farklı flash uzunluğu sayesinde çok geniş kullanım alanına sahiptir.

• Stroboskop tekstilde ring iplik makinelerinde, matbaalarda seri baskı sırasında,
• Helikopter, uçak,
• Dönen cisim (şaft yada fan) ile ayni rpm de yanıp söndüğünde dönen cismi donduran, bu şekilde kaplin, rulman, tahrik kayışı, kasnak.

Bu elemanların kolayca gözlemlenmesini ve incelenmesini sağlamakta kullanılan alettir. Stroboskop enjektörlerin püskürttüğü yakıtın fotoğrafını çekilebilmektedir. Ayrıca dalga leğeninde üretilen su dalgaları sürekli hareketli olduğu için dalga boyunu ölçmek zordur. Su dalgalarının yayılma hızının güvenilir ölçümünü sağlayan frekans ölçüm cihazıdır.

 

 

Takometre Nedir? Takometre Çeşitleri Takometre Nasıl Çalışır?

Takometre nedir: Elektrik motorunun hızını ölçen cihaza turmetre veya devir ölçere takometre denir. En çok kullanılan devir ölçme aracıdır. Takometre döner makinelerin devir hızını (sayısını) ölçmede kullanılır. Dakikadaki devir (tur) (RPM) sayısını ölçer.

Takometre yapısı, kullanım alanı ve hassasiyetine göre birçok modeli vardır. Bir takometre, devri ölçülecek motorun miline temas ettirilerek motorla aynı hızda dönen hareketli bir parça ve bu hareketi dakikadaki tur sayısına çeviren bir sistemden meydana gelir. Devir; dönen bir cismin birim zamanında yaptığı tam dönüş (tur) sayısına denir. Devrinin ölçülmesi istenilen cisim de elektrik-elektronik teknolojisinde genel olarak bir motor mili ya da bir aracın teker kısmıdır.

Birim zaman da;

Devir = Tur / Zaman formülü ile gösterilir.

Bir elektrik motorunun devri için birim zamanı dakikadır. Bir motorun devir sayısı birim devir/dakika olarak açıklanır. Örnek; bir dakikada 1000 dönüş yapan bir motor mili için 1000 devir/dakika ifade edilebilir. Birtakım ölçü aletlerinde veya motor etiketlerinde dakikadaki dönüş sayısı RPM harfleri ile gösterilir. RPM İngilizce de dakikadaki dönüş sayısının baş harfleridir.

Takometre Çeşitleri

Takometreler dijital ve analoğ olarak ikiye ayrılır.

• Dijital Takometreler

Elektro-optik takometrelerdir. Dijital takometreler okunan verileri LED veya LCD ekran yardımı ile görüntülemekte ve bellek yardımıyla da depolama işlemi yapar. Bellek aracılığıyla istatiksel işlemler gerçekleştirilebilmekte ve dakika başına düşen dönme hızı hesaplanarak, buna göre çalışma yapmaktadır. Dijital modellerde takometrenin milinin motor miline temas ettirilerek beraber dönmesiyle birlikte her bir turda elektro optik bir algılayıcıdan bir ışık huzmesi sinyali gönderilir. Dönen cismin üzerindeki bir noktadan periyodik olarak geri dönen ışık toplanır. Toplanan ışık yansıması elektronik devre tarafından alınır. Bu ışığın periyodu dönen cismin periyodunun aynısıdır. Frekansı gerilime çeviren devre sayesinde devir sayısı ölçümü gerçekleşmiş olur. Dijital takometre fiyatları firma, model, kalitesi ve yapısına göre değişmektedir. Diğer tiplerde yer alan kadran ve iğneler süreci daha da zorlaştırdığı için araç ve motor üreticileri tarafından dijital takometreler sıklıkla tercih edilmektedir.

• Analog Takometre

Aletin uç kısmında bulunan parça plastikten yapılmıştır. Devir sayısı ölçülecek makinenin miline temas ettirilir yani değdirilir. Analog  takometrelerin el tipi ve devri ölçülecek makinenin miline montajı yapılanlar da mevcuttur. Örnek olarak analog takometreler, arabalarda devir ölçerler, bisikletlerde kullanılan hız göstergeleri gösterilebilir.

Takometreler ile değişik devir sayısı ölçme yöntemleri de vardır;

• Mil veya kasnaklara doğrudan irtibat ile devir sayısı ölçme
• Makinelerin devirlerinden doğan titreşim yardımı ile devir sayısı ölçme
• Rotor gerilimi ya da frekansı yardımı ile devir sayısı ölçme
• Optik ışıklar yardımı ile devir ölçme

Değişik motor güçlerine, motorun çalıştığı ortamın sarsıntılı olup olmadığına göre, motorun çalıştığı ortama ulaşılıp ulaşılamadığı durumlara göre takometre seçimi yapmak gerekir.

Araçlarda Takometre Nedir? Takometre Nasıl Çalışır?

Takometre, otomobillerin motorunda yer alan bir parçadır. Araç motorlarında yer alan takometre, tehlikeli ve güvenli seviyeleri göstermeye yarar. Bundan dolayı kullanımı ve bakımı, kontrolü oldukça önemlidir.

Takometre, motor şaftının dönme hızını ölçmeye yarar. Sensör cihazı olarak da isimlendirilir. Dakika başına yapılan devir sayısını RPM cinsinden gösteren takometre, motor güvenliği için önemlidir. Günümüzde en sık kullanılan takometre tipi dijital takometrelerdir.

Araçlarda dijital takometrenin çalışma prensibi oldukça basit bir duruma getirilmiştir. Ateşleme sistemi içerisinde yer alan buji, her ateşleme yaptığı zaman takometreye veri gönderir. Elde edinilen veriler aracılığıyla da elektronik takometreler dakika başına darbeye bağlı olmakla birlikte ortalama gerilimi hesaplarlar. Verileri algılama başlığından gelen sinyaller çift hatlı kablo ile gösterge paneline ulaşır. Takometre aracılığıyla araçtaki elektronik beyin dişli ve gaz ayarlamalarını otomatik olarak seçer. Çünkü beyin tarafından bu ayarlamaların yapılmaması durumunda aracın uzun süreli ve yüksek hızlarda kullanılması araç ömrü için büyük sorunlar meydana getirecektir. Takometre kullanımı bu sorunları engellemektedir.

Çalışma Prensiplerine Göre Takometre Çeşitleri

• Numaratörlü takometre
• Numaratörlü ve saatli takometre
• Üniversal (kademeli) takometre
• Saatli takometre
• Santrifüj tipi takometre
• Sıvılı takometre
• Elektriksel takometre
• Dilli takometre
• Stroboskop (ışık yayarak çalışan) takometre
• Optik (fotoselli-elektronik) takometre
• Lazer Takometre

Lazer Takometre

Lazer takometre, dijital veya mekanik bir ölçüm cihazıdır. Lazer takometre pil ile çalışır ve lazer ile temassız olarak veya mekanik adaptörler ile kullanılabilir. Lazerli optik dijital takometre makinelerde, parça ve ekipmanlarda (taşıyıcı bantlar, motorlar ve bantla çalışan mekanizmalarda) devir hızını ölçmek için idealdir.

Temassız ölçüm, dönen parçaya eklenmiş ve lazeri yansıtan bir yansıtıcı şerit vasıtasıyla yapılır. Ayrıca mekanik adaptörleri kullanarak hareket halindeki nesnelerin uzunluğunu veya devrini ölçebilir (örnek, taşıyıcı bantlarda). Devirlerin mekanik ölçümü, hareket halindeki parçanın ekseni üzerine yerleştirilen bir uç adaptörü ile gerçekleştirilir. Hız veya uzunluk ölçümleri için lazer takometre adaptörüne bir tekerlek başlık yerleştirilir.

 

 

Yarı İletken Güç Anahtarları Nelerdir

Yarı iletken güç anahtarları nedir: Bu güç anahtarları güç elektroniği devrelerinde kullanılır. Bu elemanlar normalde elektriksel olarak iletken değildir. Ancak bazı etkiler altında elektriksel olarak iletime geçerler. Bundan dolayı bu elemanlara yarı iletkenler denir.

Güç Anahtar Yapısı

Yarı iletken güç anahtarları, güç elektroniğinin temel taşlarıdır. Yarı iletken güç anahtarları, özel bazı elemanlar ile temel elektronikte kullanılır. Klasik elemanlardan bazılarının daha yüksek akım ve gerilimlerde çalışabilir duruma getirilmesi için tasarımları yapılır. Ya da ihtiyaca göre yeni bazı tasarımların yapılması ile ortaya çıkmışlardır. Yarı iletken güç anahtarlarının ana malzemesi silisyum’ dur.

Karakteristiklerinin anlaşılması, sürme ve koruma devrelerinin tasarımı ve en uygun elemanın seçimi yapılmasıdır. Pratik uygulamalar için AC/AC ve AC/DC dönüştürücülerin güç ve kontrol devrelerinin analizi ve tasarımını yapabilmektir.

Yarı iletken Güç Anahtarları Nelerdir?

1 – Güç Diyotları

• Genel amaçlı diyotlar.
• Hızlı toparlanan diyotlar.
• Schottky diyotlar.

2 – Güç Tristörleri

• Genel amaçlı tristörler (SCR).
• Çift yönlü tristörler (TRIAC).
• Kapısından tıkanabilen tristörler (GTO).

3 – Güç Transistörleri

• Çift polariteli transistörler (BJT).
• MOS transistörler (MOSFET).
• Yalıtılmış kapılı transistörler (IGBT Transistor).

Yarı iletken güç anahtarları 3 grupta toplanır.

1 – Güç Diyotları

Diyotlar ileri yönde kutuplandığında küçük gerilimlerde iletmeye başlar. Ters yönde kutuplandığında ise  diyot kesime girer, yani elektriği iletmez. Böyle çalışması ile diyodu bir anahtar gibi düşünülebilir.

2 – Güç Tristörleri

Tristörde akım anottan katoda doğru akar. Tristörler diyottan farklı olarak ileri yönde kutuplanmış gerilimi tutup iletmeyebilir.

3 – Güç Transistörleri

BJT ler akım kontrollü elemanlardır. Kollektör (C) kısmından Emitter (E) kısmına doğru akım akarken, yeterince büyük Baz (B) akımı ile BJT ler iletimde olurlar.

MOSFET’ ler gerilim kontrollü elemanlardır. Yeterli bir kapı geriliminde (Gate) eleman tümü ile iletimdedir. Kapı – kaynak gerilimi ( Vgs) eşik değerinden düşük olduğunda açık anahtar gibi kesimdedir. İletim durumunda olmaları için sürekli olarak uygun kapı-kaynak gerilimi uygulanmalıdır.

IGBT’ ler MOSFET, BJT ve GTO özelliklerinin birleşmesinden oluşan elemanlardır. MOSFET gibi IGBT’ yi anahtarlamak için küçük bir enerji gerektiren yüksek empedanslı kapısı vardır

Yarı iletken güç anahtarları piyasaya 3 değişik kılıf şeklinde sunulmuştur.

Bunlar;

1. Tek elemanlar.
2. Güç modülleri.
3. Akıllı modüller.

Kurulacak devreye ve çalışılacak olan güce göre uygun kılıflı malzeme seçilir.

Yarı İletken Güç Anahtarların Özellikleri

BJT: Güç Kapasitesi: Orta, Anahtarlama Hızı: Orta

MOSFET: Güç Kapasitesi: Düşük, Anahtarlama Hızı: Hızlı

GTO: Güç kapasitesi: Yüksek, Anahtarlama Hızı: Yavaş

IGBT: Güç Kapasitesi: Orta, Anahtarlama Hızı: Orta

Tüm bu elemanların güç kapasiteleri ve anahtarlama hızları farklıdır. Kullanım alanlarındaki ihtiyaçlara göre doğru elemanlar seçilerek güç elektroniği devreleri tasarlanır. Bu elemanları iletime ve kesime sokacak devreler ayrı olarak tasarlanır. Böylece bu elemanları kontrol eder.

Anahtarlama Elemanları

Tristör, diyak, triyak ve kuadrak başlıca anahtarlama elemanlarıdır. Bunlar anahtarlama özelliği olan devre elemanlarını kullanarak alçak akım ve gerilimle, yüksek akım ve gerilimleri kontrol ederler.

Yarı iletken güç anahtarlama elemanları, elektrik akımı ile kontrol edilir. Elektronik devrelerde kullanılır. Alıcının istenildiğinde çalışmasını ve durmasını sağlayan yarı iletken devre elemanlarıdır. Genellikle yüksek akım çeken alıcılar için kullanılır. Anahtarlama dışında osilatör devrelerinde de kullanılır.

Tetikleme Elemanları

Tetikleme elemanları, yarı iletken malzemelerden üretilir. Genellikle anahtarlama elemanlarına tetikleme palsi gönderir. Bu amaç için kullanılan devre elemanlarıdır.

 

 

 

Schottky Diyot Nedir?

Güç elektroniğinde kullanılan ve güç diyot çeşitlerinden birisi de Schottky diyottur. Schottky diyot nedir? Ne işe yarar?

Schottky Diyot

Schottky diyot nedir: Schottky diyodu, güç elektroniği elemanı olarak bilinirken aynı zamanda sıcaklık taşıyıcı diyot olarak da bilinir. Alman fizikçi Walter H. Schottky tarafından bulunmuştur.

Schottky diyot birleşimindeki elektronlar için potansiyel enerji bariyeri anlamına gelir. Bir yarı iletken ile bir metal bileşkesi tarafından oluşan yarı iletken diyot çeşitleri arasındadır. Tek yönde akımları ileten tek taraflı bir aygıttır (metalden yarı iletkene konvansiyonel akım akışı) ve diğerinde kısıtlayıcıdır.

Düşük seviyede ileri gerilim düşümü ve çok hızlı anahtarlama gibi etkisine sahiptir. Bundan dolayı Schottky diodu diğer diyotlardan ayırıcı bir özellik haline getirir. Schottky diyot (şotki diyot) ilk olarak doğrultucu bir devrede güç elemanı olarak kullanılmıştır.

Schottky Diyot Yapısı 

Diyotun yapısı farklı bir görünüşe sahip ve şekilde olduğu gibidir. Yapısında az bir oranda katkılandırılmış (N tipi) silisyum (Si) bulunur. Bu yarı iletken malzemeye yüzey teması uygulayan bir metal (genellikle gümüş, altın veya platin) bulunmaktadır. Bu diyot yapımında P tipi madde kullanılmaz. Bunun için ileri yönde polarma altında valans bandı iletimi yalnız N tipi madde’ de ve metal iletim bandı’ nda meydana gelir.

Bu Schottky bariyeri, hem çok hızlı anahtarlama hem de düşük forward voltaj düşüşüne neden olur. İletime geçme hızlarının yüksek olması bu nedenden dolayıdır. Schottky diyotlar nokta temaslı diyotlar gibidir. Yani yarı iletken kristalinin ve yarı metalin birleştirilmesi sonucu elde edilmiştir. Ancak Schottky diyotlar jonksiyon diyot tipindedir.

N tipi maddeki elektronların enerji seviyeleri metale göre daha düşük seçilir. Bundan dolayı diyodun iletime geçmesi için ileri yön gerilimine ihtiyaç duyulur. Bu sayede ileri yön polarması diyot üzerinden kalktığında, birleşim yüzeyinin yüksek seviyede şarj tutmasına mani olunur. Böylece diyot çok hızlı bir şekilde iletim durumundan kesim durumuna geçebilir.

Normal diyotların aksine bir yapı olarak, metal – yarı iletken arasındaki bağlantıya Schottky bariyeri denir. Metal kısım anot, yarı iletken kısım da katot gibi davranır. Schottky bariyeri sayesinde de hızlı anahtarlama sağlanır. Metal – yarı iletken bağlantısındaki kombinasyonun çeşidine göre diyodun ileri yön gerilim ihtiyaç seviyesi de değişir. Ayrıca N tipi malzemenin ve metalin yapısının da tüm bu gerilimlere ve anahtarlama hızına direkt olarak etkisi bulunmaktadır.

Schottky diyotların, birleşim yüzeyi platin ile kaplanmıştır. Birleşme yüzeyindeki yalıtkan tabakayı inceltmekte ve bu durumda diyotun iletim veya yalıtıma geçme hızı artmaktadır. Bu diyotlar daha çok düşük gerilim yüksek akımlı dönüştürücü devrelerinde anahtar olarak kullanılır. Aynı zamanda normal güç devrelerinde koruma elemanı olarak kullanımları yaygındır.

Schottky Diyot Çalışma Prensibi

Çalışma prensipleri; normal diyotlar ile benzerlik gösterir. Güç kayıpları çok az, gerilim ve akım değerleri normal ve hızlı diyotlara göre daha düşüktür. Dezavantajı olarak normal diyotlardan daha fazla ters yönde akım geçirdiği söylenebilir. Schottky diyotlarda N-Metal birleşimi kullanılması sayesinde çok düşük geçiş zamanı vardır. Dolayısıyla da çok yüksek çalışma frekansı elde edilir. Bununla beraber, N-Metal birleşiminin ters polarmada sızıntı akım seviyesinin oldukça yüksektir. Bu da olması en önemli dezavantajlarıdır.

Yeterli ileri voltaj uygulandığında, ileriye doğru bir akım akar. Çok hızlı olarak iletime geçen, iletimi kesen diyotlardır. ( 10 MHz ve daha üstü frekanslarda ). Ayrıca Schottky diyotların iletime geçme gerilimleri çok düşüktür.

Silikon diyotlarda üzerinden akım  geçerken diyot üzerine düşen gerilim 0,6-0,7 V arasında değişir. Schottky diyotlarda ise bu gerilim değeri 0,15- 0,45V arasında değişir. Bundan dolayı çok daha hızlı bir anahtarlama sağlanır ve sistemin verimliliği de aynı oranda artar. Schottky diyotlar doğru polarmada 0.25 volt değeriyle bile iletime geçebilirler.

Değme düzeyi (jonksiyon) direnci çok küçüktür. Ters yöne doğru akan azınlık taşıyıcıları çok az olduğu için ters yön akımı küçüktür. Bu sebeple de gürültü seviyeleri düşük ve verimleri yüksektir. Çalışma gerilimleri 100V civarında çalışma akımları ise 250-300A seviyelerine kadar çıkmaktadır. Diyot çevresinde bir elektrik alan da oluşabilir. Bu elektrik alan ters bozulma voltajı için limitleri belirler.

Shockley (Dört Bölgeli) Diyotlar (şokley, PNPN, dört tabaka, 4D diyotlar) 

Şokley diyotlar dört yarı iletkenin birleşmesinden meydana gelen elemanlardır. Shockley diyotlar doğru polarma altında çalışırken uçlarına uygulanan gerilim iletim seviyesine erişinceye kadar, ters polarize edilmiş normal diyot gibi çalışırlar.

Uygulanan gerilim yükselerek iletim gerilimi düzeyine eriştiğinde  ise diyot aniden iletime geçerken, diyot üzerinde düşen gerilim de azalmaya başlar. Gerilim belirli bir değere düşünce, yeniden yükselmeye başlar. Bu noktadaki gerilime “tutma gerilimi” adı verilir.

4D diyotu tutma geriliminden sonra, gerilimini ve akımını arttırarak düz polarmalı normal diyot gibi çalışması sağlanır.

Diğer bir ifadeyle 4D diyotlar çalışmaya başladığında ters polarmalı normal diyotlar gibi, tutma geriliminden sonra düz polarmalı normal diyotlar gibi çalışırlar. Bu iki çalışma noktası arasında gerilim düşerken akımın arttığı bir karakteristik gösterirler. Shockley diyot özellikleri sebebiyle, hafıza devreleri, darbe jeneratörleri vb. de kullanılmaktadır.

Ters Düzelme Karakteristiği 

Schottky diyot ve normal diyot arasındaki fark ters düzelme zamanı ve karakteristiğidir. İletim halinde iken iletimi durdurulan diyotta ters düzelme zamanı 100 nano (n) saniye  civarındadır.

Schotty diyotta ise bu durum 100 piko saniye olarak ölçülebilir. Bu süre büyük güçler ile çalışan Schottky diyotlarda ise 10 nano saniye civarlarında ölçülür. Schottky diyot, P-N bağlantısının verdiği yavaşlıktan kurtulmuştur. Bu sayede kapasitif bir şekilde ve daha hızlı olarak ters düzelme eğrisini tamamlamış olur.

Elektronik dünyasında Schottky diyotlara yarı iletkenler için çoğunluk taşıyıcısı da denir. N tipi taşıyıcılar (mobil elektronlar) da önem taşır. Çoğunluk taşıyıcıları metal yüzeyi aştıktan sonra N tipi yarı iletken malzemeye ulaşırlar. Schottky diyot ile bu işlemler çok daha hızlı gerçekleşmektedir. bu tip diyotlar hızlı anahtarlama gerektiren sistemlerde devre  elemanları olarak tercih edilirler.

Kullanım Alanları 

Schottky diyotlar iki ayrı elemandan oluştuğu için dirençleri (lineer) değildir. Dirençlerin düzgün olmamasından daha çok mikrodalga alıcılarında karıştırıcı olarak görev yaparlar.

Bipolar transistör TTL tabanlı 74LS (düşük güç Schottky) ve 74S (Schottky) lojik devreler de kullanılır. BJT’nin sert doygunluğa girmesini önler. Schottky diyodu BJT’nin geçiş süresini doygunluktan kesime indirger.

Schottky diyotlar yüksek anahtarlama hızına ihtiyaç duyulan sistemlerde doğrultma amacı ile kullanılır. Bilgisayar ve radyo frekans (RF) devreleri gibi.

Modülatörler, demodülatörler, dedektörler ve mikrodalga  gibi yüksek frekanslı sistemlerde kullanılır. Bu elemanların bataryalarının hızlı boşalmasını engellemek için kullanılır.

Güneş pillerinde, kurşun-asitli bataryalarda, bağımsız foto voltaik sistemlerde kullanılır. Ayrıca anahtar modlu güç kaynaklarında kullanılırlar.

Schottky diyot un yüksek miktarda akım yoğunluğu özelliği vardır. Bu özelliğinden dolayı voltaj kelepçesi gibi uygulamalarda kullanılır. Transistör’ün saturasyona (doyum) uğramasını engellemek için kullanılır.

 

 

Konvertör Nedir, Ne İşe Yarar? Kullanım Alanları 

Konvertör nedir: Düşük seviyeli doğrusal akımı (DC) ve alternatif akımı (AC) istenilen seviyede yüksek gerilime dönüştüren bir cihazdır. Konvertör farklı çeşitlere sahiptir. Böylelikle gerilimleri istenilen seviyeye çevirir. Konvertör (çevirici), elektrik enerjisinin kontrolünü sağlar.

Konvertör Ne İşe Yarar? Kullanım Alanları

AA/DA akıma çevirmek için kullanılan çeviriciye redresör (doğrultucu) denir. Enerjinin akışı alternatif akım sisteminden doğru akım sistemine doğrudur.

• Tramvaylarda akülerin sabit akım ile şarj edilmesi, elektroliz tesislerinde kullanılır.

DA/AC akımına çevirmek için yapılan bu işlemi gerçekleştiren dönüştürücüye ondülor denir. Enerji akışı doğru akım sisteminden alternatif akım sistemine doğrudur.

• Aküden 50 Hz’lik şebeke elektriği elde etmek için kullanılır.

DA/DA başka akıma çevirmek için yapılan bu işleme inverter denir. Güç akışı bir doğru akımdan başka bir doğru akım kaynağına doğrudur.

• Taşınabilir askeri cihazların beslenmesini sağlamak için gereken yüksek değerde doğru gerilim sağlamak için kullanılır.

Belli bir gerilim ve frekanstaki AA, başka bir gerilim ve frekanstaki AA çevirir. Yapılan bu işlemi gerçekleştiren dönüştürücüye frekans değiştiricisi denir. Burada enerji, bir alternatif akım sisteminden, başka bir alternatif akım sistemine doğru akar. Şebeke elektrik enerjisini daha yüksek veya daha düşük frekanslara çevirir.

• İndüksiyon ısıtma, mikrodalga fırınlarda kullanılır.

Konvertörler maden ocağı çekicilerinde motor çekim kontrolü için kullanılır. Ayrıca elektrikli otomobillerde, deniz yük asansörlerinde, çatal kaldırıcılı kamyonlarda kullanılır. Enerjiyi malzemenin içine geri yollamak için motorların aktif frenlemelerin de kullanılır. Bu özelliği, sık durmalı aktarım sistemlerinde enerjinin korunmasını sağlamaktadır.

DC/DC Konvertör

DC-DC dönüştürücüler, herhangi bir DC kaynaktan aldığı gerilimi yükseltip düşürür. Sabit veya değişken DC gerilimler elde etmek için kullanılır. DC/DC dönüşümünün verimli yapılması için anahtar mod konvertörine ihtiyaç vardır. Güç konvertörleri, reaktif elemanlar ve anahtarlardan oluşur.

DC’ den DC’ ye dönüştürücüler, bilgisayar güç kaynakları, kart düzeyinde güç dönüştürme ve düzenleme için kullanılır.

DC/AC Konvertör

Güç elektroniğinin devrelerinden olan DC/AC konvertörü, DC kaynağından aldığı gerilimi işler. Sabit veya değişken genlikli, frekanslı AC gerilimine dönüştüren elektronik devreleridir. Diğer adı inverter olan bu devre farklı kullanım alanlarına sahiptir. 

DC-AC dönüştürücüler nerelerde kullanılır?

• AC motor kontrolü
• Kesintisiz güç kaynakları
• Rüzgâr ve güneş enerji sistemleri
• Endüksiyonla ısıtma
• Değişken frekanslı uygulamalar

DC-AC dönüştürücüler iki grupta incelenebilir:

• PWM inverterler
• Rezonanslı inverterler

PWM inverterler

Gerilim beslemeli (VSI)

• 1 faz VSI
• 3 faz VSI

Akım beslemeli (CSI)

• 1 faz CSI
• 3 faz CSI

Rezonanslı inverterler

• Seri rezonanslı inverter
• Paralel rezonanslı inverter

Konvertör Çalışma Prensibi

Devrede kullanılan anahtarların iletim ve kesim sürelerinin ayarlanmasıyla yapılır. Yükü besleyen gerilim frekansı büyük değerlerde ise pratik olarak yüke kesintisiz DC güç aktarımı mümkündür. Güç konvertörlerin işletimi, reaktif elemanların uygun konfigürasyona ve anahtarlama metotlarına bağlıdır.

Frekans Konvertörleri

Frekans Konvertörü (Frekans İnvertörü): Daha çok asenkron motorların devirlerini kontrol etmek için kullanılır. Bir asenkron motorun devrini kutup sayısını veya frekansını değiştirerek kontrol edebiliriz. Bir motor üzerinde kutup sayısını değiştirmek mümkün değildir. Bundan dolayı frekans invertörü sayesinde motorun devrini kontrol edebiliriz.

İnvertör sayesinde fan ve pompa uygulamalarında ciddi enerji tasarrufları elde edilmektedir. Genellikle inverter özelliğinden dolayı 0,5 ile 2000 Hz arasında hız ayarı yapabilmesidir. Yani inverter önce şebekedeki gerilimi doğrultur. Şebekede oluşan pik ve bozucu dalgalanmaları ara devre elemanı kullanarak filtreleyip temizler. Bu sayede cihazlarda enerji tasarrufu da artar.

Kalkış akımları olmadığı için hiçbir şekilde şebekeye zarar vermezler. Aç/kapat sistemiyle çalışmazlar. En az ve en çok frekans aralıklarla çalışırlar. Bundan dolayı da sıklıkla kullanılırlar.

Frekans konvertörleri, dinamik ve statik olmak üzere ikiye ayrılır.

• Dinamik Frekans Konvertörü

Dinamik frekans konvertörleri, frekans dönüşümü motor ve jeneratör kutup sayısı arasındaki bağlantı ile yapılır. Motor ve jeneratörü birleştirmek ve frekans değişimini sağlamak için ekstra bir bant ya da şanzıman kutusu kullanılmaz.

Elektrik motoru ve jeneratör iki yatak tarafından desteklenen şaft üzerinde bir tek yapı üzerinde birleştirilir. Ayrıca makineyi soğutmak için kullanılan fan (pervane) aynı konvertörde şaft üzerine yerleştirilir.

Dinamik frekans konvertörleri asenkron motor veya senkron motorlar ile akuple edilebilir. Asenkron motorlu dinamik frekans konvertörleri yükten bağımsız hızda çalışırlar. Bu durumda giriş güç faktörü düzenlenmemiş olur. Senkron motorlu dinamik frekans konvertörleri sabit bir hızda çalışırlar. Bu durumda rotorun tahriğini değiştirerek güç faktörü 1’e ayarlanır.

• Statik Frekans Konvertörü

Statik frekans konvertörleri frekans dönüşümünü iki aşamada gerçekleştirir. İlk önce giriş gerilimi doğrultucular yardımı ile DC gerilime çevrilir. Sonra invertörler yardımı ile bu DC gerilim istenen frekanstaki AC gerilime çevrilir. Bu işlemler sırasındaki anahtarlama için transistör, tristör, diyot kullanılır.

Dinamik ve de statik frekans konvertörleri;

Elektronik sistemlerin gelişmesi ve son teknoloji ile üretilen yer güç sistemleri için en iyi çözümdür. Uçak sistemleri, gemi sistemleri, askeri sistemleri gibi alanlar da kullanılır.

Konvertör Fiyatları

Konvertör piyasasında üretim yapan birçok firmalar vardır. Konvertörlerde aranan özellikler dayanıklı malzemelerden yapılmasıdır. Yangına karşı da mukavemet göstermesidir. Ayrıca topraklama, kısa devre veya kaçak gibi bir sorunla karşılaşılmaması gibi. Konvertör fiyatları da aranan bu özelliklere, kalitesine, markasına göre değişmektedir.

 

 

Reosta Nedir? Ne İşe Yarar ? Yapısı Nasıl Çalışır? Çeşitleri

Reosta nedir: Bir iletkenin direncini değiştirmek için kullanılan alete reosta denir. Reosta ayarlanabilir veya değişken dirençlidir. Kısa devre prensibi geçerlidir. Akım devamlı suretle en az dirençli  yolu tercih ettiği için, akım ayarlanan yolu kullanarak direnç azaltılıp akım şiddeti arttırılmıştır. Bir akımın akışını kesintiye uğratmadan bir devrenin elektrik direncini kontrol etmek için kullanılır.

Reosta, İngiliz Sir Charles tarafından iki Yunanca kelimenin “rheos” ve “statis” kullanılarak ” Rheostat ” adını almıştır. (mevcut kontrol cihazı anlamına gelir)

Reosta Yapısı

Reostanın yapısı, bir potansiyometrenin yapısı ile aynıdır. Reostanın ikisi sabit ve biri hareketli olmak üzere üç terminali vardır. Ayrıca, bu hareketli terminal dirençli bir yol üzerinde kayar.

Bu direnç yolu;

karbon bileşimi, tel sargılı, iletken plastik direnç ve seramik direnç gibi malzeme olabilir. Dirençli malzeme türünün seçimi tamamen uygulama türüne bağlıdır. Bununla birlikte, uygulamaların çoğunda bu reostalar önemli miktarda akım taşıma eğilimindedir. Bu nedenle bu durumlarda tel sargılı direnç yolu seçilir. Ayrıca direnç yolu, döner veya doğrusal olabilir.

Reosta Nasıl Çalışır?

Reostanın 3 terminali bulunur. Reosta yapımı genellikle bobinin yüzeyi boyunca yapılır. Kayan bir silecek olan bir toroid bobin oluşturmak üzere sarılan dirençli telden meydana gelir. Çoğunlukla bir seramik çekirdek ile tasarlanmıştır. Reostalar yüksek voltaj ve akım gerektiren uygulamalarda kullanılır.

Değeri değiştirilebilen bu dirençlerin 3 bağlantı terminali vardır. 1 ve 3 numaralı terminaller arasındaki direnç sahiptir. 2 numaralı terminale bağlı kayıcı kontak dışarıdan hareket ettirilir. 1 ve 3 arasındaki direnç elemanına yaptığı temas noktası değiştirilir. 1 ve 2 numaralı terminaller arasındaki direnç azalırken, 2 ve 3 numaralı terminaller arasındaki direnç çoğalır.

Şekilde görülen reostanın 1-2 ve 2-3 arası direnci hareketli kol ile ayarlanır. 1-2 direnci az, 2-3 direnci çoktur. Hareket kolu eğer 1 numaralı terminale doğru hareket ettirilirse 1-2 arası direnç azalır, 2-3 arası direnç çoğalır. Hareket kolu 3 numaralı terminale doğru hareket ettirilirse bunun tersi olur. Reosta ve potansiyometreler devrelerde akımı sınırlamak veya gerilim bölmek için kullanılır.

Reosta Bağlantısı

Şekilde bağlantı şeması incelediği zaman 1-3 numaralı sabit terminallerin kaynağa bağlandığı görülmektedir. Böylece kaynak gerilimi 1-3 numaralı terminaller arasında düşer. 2-3 numaralı terminallerden çıkış alınmıştır.

2 numaralı hareketli terminal 1 numaralı terminale götürülür. 2-3 numaralı çıkış terminalleri arasındaki gerilim 100 volta doğru gider. 2 numaralı hareketli terminal 3 numaralı terminale götürülür. 2-3 numaralı çıkış terminalleri arasındaki gerilim “0” volta doğru gider. Bu durumda çıkış gerilimi 0-100 volt arasında istenen değerde ayarlanması mümkündür.

Yukarıdaki şekil incelendiği zaman ayarlı direncin, R devre direncine seri bağlandığı görülmektedir. 2 numaralı hareketli kol 1 numaralı terminale doğru hareket ettirilir. Devrenin toplam direnci azalır, Ohm Kanunu’na göre devre akımı çoğalır.

Devre akımı çoğalınca R direnci üzerinde düşen gerilim de çoğalacaktır. 2 numaralı hareketli kol 3 numaralı terminale doğru hareket ettirildiğinde devrenin toplam direnci artar, Ohm Kanunu’na göre devre akımı azalır. Reostalı devre akımı azalınca R direnci üzerinde düşen gerilim de azalır.

Reosta Çeşitleri

Reostalar krom-nikel direnç telinden imal edilir. Reostaların karbon tipi ve telli tipleri bulunur. Ayrıca elle çevrilen veya elektronik olarak ayarlanabilen reosta çeşitleri de vardır. Sürekli direnç değişimi yapan reostalar da vardır. Reosta değişken dirençler akımın şiddetini istenilen değere ayarlamayı sağlar. Reosta içerisindeki direnç telinin uzunluğu ve kalınlığı kullanım alanına göre değişkendir.

• Döner reostalar
• Lineer (doğrusal) reostalar
• Ön Ayarlı Reosta

Döner Reostalar

Dairesel reosta olarak da tanımlanır. Bir döner reostatın döner dirençli bir yolu vardır. Döner reostadaki dirençli eleman dairesel veya açılıdır. Bu tür reostalarda, kadran döner şekilde hareket eder. Bunlar çoğunlukla güç uygulamalarında kullanılır.

Bu reostaların üzerine silicinin monte edildiği bir şaft vardır. Silecek, bir dairenin ¾’ü üzerinde dönebilen bir döner reostadır. Döner reostalar boyutlarının küçük olması sebebi ile lineer reostalara göre daha fazla kullanılır.

Lineer Reostalar (Doğrusal Reosta)

Doğrusal reosta ve silindirik reosta olarak da tanımlanır. Bu reostaların doğrusal bir direnç yolu vardır. Kayar terminal bu yol üzerinde kayar. Diğer terminal kaydırıcıya bağlıdır.

Bu tip reostalarda da kadran doğrusal bir şekilde hareket eder. Doğrusal reostalar araştırma ve geliştirme laboratuvarlarında kullanılırlar. Çoğunlukla doğrusal silindir şekilli bir malzeme boyunca tel sargılı direnç yolu kullanılır.

Ön Ayarlı Reosta

Reostalar bir baskılı devre kartında kullanılır. Aynı zamanda, kesiciler veya önceden ayarlanmış reostalar olarak kullanılırlar. Düzelticiler, çoğunlukla kalibrasyon devrelerinde kullanılan küçük bir reostadadır. iki terminalli reosta olarak üç terminal potansiyometre düzeltici kullanılır. Buna rağmen, iki terminal düzeltici vardır.

Reostanın Kullanım Alanları

Reostalar için günümüzde en yaygın kullanılan yöntemler hafif dimmerler ve motor hızı kontrolleridir.

• Reosta (rheostat) elektrikli sobanın ayar düğmelerinde kullanılır. Bir sobanın (elektrikli) ısısını düşürmek için reostalı anahtar düğmesi çevrilerek azaltılıp reostanın kabloları (veya telleri) uzar. Direnç artarak elektrik enerjisi yavaş yavaş gelir. Fakat ısısı yükseltildiğinde reostanın kabloları kısalır. Direnç azalır ve elektrik enerjisi hızlı bir şekilde sobaya ulaşır ve sobanın ısısı artar.
• Reostalar laboratuvarlarda etalon direnç olarak, yani direnç değerlerinin ayarlanmak için,
• Elektrik süpürgelerinde emiş gücünü azaltıp veya çoğaltmak için,
• Köprü metodunda direnç ölçmek için,
• Elektrikli radyatörlerde, radyatörün ısısını azaltıp veya çoğaltmak için,
• Değişken direnç gerektiren devre deneylerini yapmak için,
• Diyot ve transistör karakteristik eğrileri çıkarılırken giriş, çıkış gerilim ve akımlarının değiştirilmesinde. Bununla birlikte benzeri değişken direnç gerektiren pek çok işlem için,
• Çamaşır makineleri, bulaşık makineleri için,
• Cep telefonları, bilgisayar ve tabletlerde ekranın ışık gücünü kısıp veya artırmak için,
• Reosta ile ampulün parlaklığını artırıp azaltmak için,
• Televizyon, radyo ve müzik setlerinde kullanılan reosto,  ses seviyesini kısmak veya açmak için vb. elektronik eşyalarda kullanılır.
• Ark lambaları, pompalar, vantilatörler ve üfleyiciler. Ayrıca solunum cihazları, dişçilik ve tıbbi cihazlar, trenlerde de kullanılırlar.

Reosta Seçimi?

Bir reosta seçimi yapılırken akım, genellikle güç (watt), voltaj değerinden daha önemli bir faktördür. Doğru akım motorunun (DC motor) hız kontrollünde kullanılacak bir reosta, motor kontrolü için önemlidir. Reosta ile sadece birkaç çeşit alternatif akım motoru kontrol edilebilir. Bundan dolayı AC motor hız kontrolü gerektiğinde doğru tipteki motor seçilmelidir.

Reosta Devreye Nasıl Bağlanır?

Reosta’nın polaritesi yoktur. Voltaj veya akımı azaltmak için devreye seri olarak bağlanır.

Reosta Fiyatları

Üretici firmalar tarafından imal edilen birçok reosta modeli vardır. Reosta yapımı sırasında kullanılan malzemelerin maliyeti, kalitesi ve cinsine göre fiyatları değişmektedir.

 

Regüle Devresi Nedir?

Regüle devresi: Gerilimin belirli sınırlar içinde kalması istenir. Bunun için bütün cihazlarda voltaj yükseltici olarak gerilim regülatörleri kullanılır. Regülatör şebeke gerilimindeki veya yük empedansındaki değişmelere karşı çıkış geriliminde oluşan dalgalanmayı, belirli sınırlar içinde, otomatik olarak ayarlar.

Güç kaynaklarında giriş gerilimindeki değişimlerin çıkış gerilimini etkilememesi önemlidir. Bu sabit tutma işlemine regülasyon, kullanılan devreye de regülatör devresi denir. Elektronik cihazlara sabit değerde DC sağlamak için çeşitli regüle devreleri geliştirilmiştir. Frekans, hız, güç, basınç, gerilim ve akım gibi fiziksel büyüklükleri, belli ölçüde sabit tutar.

Bu devrelerde, transistör, zener diyot veya entegre gerilim regülatörleri kullanılır.

Zener Diyotlu Regülatör 

Regüle devresinde, zener diyot ile yapılan basit regülatörler küçük akımlarda uygundur. Ama büyük akımlarda regülasyon yapamazlar. Regülatörlerden çekilebilecek akım ve regülasyon yüzdesi zener diyotlar yanında transistörler de kullanılarak iyileştirilebilir.

Zener diyotun regülatör olarak kullanılmasında;

Zener diyot ters gerilimden sonra iletime geçtiği için bu özelliğinden faydalanılır. Yük direncine ters yönde paralel olarak bağlanır. Yüke gelen gerilim belirli bir değeri geçtiği zaman iletime geçer ve devreden geçen akımı arttırır.

Bu akım, devreye bağlanan seri dirençteki gerilim düşümünü arttırdığı için yüke gelen gerilim sabit kalır.

Regülatör devresinde kullanılan malzemeler:

4 X 1N4001 Diyot, 1 X 1000 µF Kondansatör, 1 X R1 100W Direnç, 1 X R2 1 KW Direnç,  1 X Z 9.1V Zener diyot, 1 X 220V/12V 4W Transformatör

Seri Regüle Devresi

Zener diyotun tek başına kullanıldığı regüle devresinden çekilen akım sınırlıdır. Bu nedenle daha fazla akım ihtiyacı olduğunda zener diyotun bir transistorün beyzine bağlanmasıyla çalışan seri regüle devreleri kullanılır. Bu devrelerde zener diyot, transistorün beyz gerilimini sabit tutarak regülasyon yapılmasını sağlar. Seri regülatör, yük akımını sabit tutmak için kullanılır. Bu tür bir uygulama bir veya iki transistörle gerçekleştirilebilmektedir. Transistör yük hattına seri bağlandığı için, bu devreye seri regüle devresi veya seri regülatör denir.

Seri regüle devreleri yaparken kullanılan malzemeler:

4 X 1N4001 Diyot, 1 X R1 330W Direnç, 1 X R2 1 KW Direnç, 1 X BD 135 Transistör, 1 X 1000 µF Kondansatör, 1 X 220V/2X6V 4W Transformatör, 1 X 9.1 V Zener diyot

Seri Regülatörlerin Avantajları

• Daha verimli çalıştıkları için sık kullanılırlar.
• Verimleri düşük yüklerde yüksek, tam yük şartlarında ise düşüktür.
• Aşırı yükleme koruması yoktur.
• Yük tarafındaki bir kısa devre, regülatör düzeninden büyük akımlar akmasına neden olur.
• Basit seri regülatörler gerilimdeki küçük değişimlere anında cevap veremezler.
• Küçük değişimleri sezerek kuvvetlendiren, çalışmasını hızlandıran ek devreler kullanılır. Böylece şönt sezmeli seri regülatörler yapılır.
• Şönt sezmeli seri regülatörlerde çıkış gerilimi referans bir gerilimle karşılaştırılır. Değişiklik kuvvetlendirilerek seri regülatöre verilir.
• Hassasiyetin istendiği durumlarda, doğru gerilim kuvvetlendiricisi eklenir. Bu şekilde regülasyon oranı ve regülasyon hızı arttırılır.

Transistör ve Zener Diyotlu Seri Regülatörler

Seri regülatör devreleri NPN veye PNP transistör kullanılarak yapılabilir.

Yukarıdaki şekilde verilen NPN transistörlü devrede:

Kullanılan ön direnç (Rö) zener diyodu ve transistörün beyzini aşırı akıma karşı korur. Girişe DC uygulanınca, zener diyot üzerinde sabit bir gerilim meydana gelir. Bu gerilim, transistörün beyz ucunu tetikler.

Bu durumda transistör, iletime geçerek çıkışa bağlı alıcıyı besler. Giriş gerilimi değişse bile zener diyot sayesinde çıkış aynı kalır. Bu tip devrelerde transistör alıcıya seri bağlıdır. Çıkış uçları eğer kısa devre edilirse devreden aşırı akım geçerek transistörün bozulmasına neden olur.

Transistörlü Şönt (Paralel ) Regülatörler

Yukarıdaki şekilde verilen devreye uygulanan giriş gerilimi yükselince çıkış da yükselir. Bu da alıcıya paralel bağlı olan transistörün beyz ucuna bağlı zener diyodu iletime sokar. İletken olan transistör artı uçtan eksi uca doğru belli bir akım geçirir.

Transistörün şaseye doğru ek bir akım geçirmesi Rö direncinden geçen akımı artırır. Ön direnç (Rö)’ den geçen akımın artması bu elemanın üzerinde düşen gerilimi yükseltir. Çıkışa bağlı olan alıcıda düşen gerilimin azalmasına neden olur. Bu sayede alıcıya yüksek gerilim gitmesi önlenmiş olur. Şönt regülatör devreleri çıkış gerilimini çok hassas olarak sabit tutamaz. Bunun için uygulamalarda pek tercih edilmez.

Entegre (IC) Gerilim Regülatörü

Regüleli güç kaynaklarında, entegre regülatör elemanları kullanılır.

En çok kullanılan gerilim regülatör entegreleri ve özellikleri tabloda gösterilmiştir.

Pozitif Gerilim Regülatörü

Aşağıdaki şekilde 7805 entegresi ile yapılan +5 Voltluk regülatör verilmiştir. Bu entegrenin girişine regülesiz 6 Volt pozitif gerilim uygulanır. Bu durumda çıkışında regüleli +5 Voltluk bir gerilim elde edilir. Aynı anda bu entegrenin çıkış akımı 1 Amper olduğundan, çıkıştan en fazla 1 Amper akım çekilecek demektir.

Pozitif gerilim regülatör devresi yapılırken kullanılan malzemeler:

1 X 220V/6V 4W Transformatör, 4 X 1N4001 Diyot, 1 X 1000 µF Kondansatör, 1 X 1 KW Direnç, 1 X 7805 Regüle Entegresi

Şekilde transformatörün sekonderin de 6 Voltluk AC gerilim vardır. Köprü devrenin çıkışında 6 Voltluk dalgalı DC gerilim meydana gelir. Devre çıkışına paralel bağlı C1 kondansatörü, 6 Voltluk dalgalı gerilimin tepe değerine şarj olacaktır.

Bu durumda, entegrenin girişindeki DC gerilimin değeri 6 x 1,41 = 8,46 Volt olur. Regülatör entegresi bu 8,46 Voltluk gerilimi sabit 5 Volta düşürür. 7805 entegre girişine gelen dalgalı gerilim, entegre çıkışında sabit, regüleli 5 Volt olarak alınır.

Negatif Gerilim Regülatörü

Aşağıdaki şekilde 7909 entegresi ile yapılan -9 Voltluk bir negatif gerilim regülatör devresi verilmiştir. Bu entegrenin girişine regülesiz 12 Volt pozitif gerilim uygulandığında, çıkışında regüleli -9 Voltluk bir gerilim oluşur. Aynı anda bu entegrenin çıkış akımı 1 Amper olduğundan, çıkıştan en fazla 1 Amper akım çekilecek demektir.

Negatif gerilim regülatörü devresi yapılırken kullanılan malzemeler:

1 X 220V/2X6V 4W Transformatör, 4 X 1N4001 Diyot, 1 X 1000 µF Kondansatör, 1 X 1 KW Direnç, 1 X 7909 Regüle Entegresi

Şekilde negatif gerilim regülatöründe, transformatörün sekonderinde 12 Voltluk AC gerilim vardır. Köprü devrenin çıkışında ise 12 Voltluk dalgalı DC gerilim oluşur. Köprü devre çıkışına paralel bağlı C1 kondansatörü 12 Voltluk dalgalı gerilimin tepe değerine şarj olacaktır.

Bu durum da, entegrenin girişindeki DC gerilimin değeri 12V x 1,41 = 16,92 Volt olur. Regülatör entegresi bu 16,92 Voltluk gerilimi sabit -9 Volta düşürür. 7909 entegre girişine gelen dalgalı gerilim, entegre çıkışında sabit, regüleli -9 Volt olarak alınır.

Ayarlanabilir Gerilim Regülatörü

LM 317 entegresi kullanımı oldukça kolay bir ayarlı gerilim regülatörüdür.

LM 317’li 3-30 Voltluk ayarlanabilir gerilim regülatörü devresi yapılırken kullanılan malzemeler:

1 X 220V/30V Transformatör (10W), 1 X 50V/4A Köprü diyot, 1 X LM 317 Entegre, 1 X C1 2200µf/50V -1 X C2 100nf/63V -1 X C3 100nf/63V Kondansatör, 1 X R1 150W Direnç, 1 X 5K Potansiyometre

Şekildeki devre; kısa devre korumalı olduğu için çıkış akımı 1,5 Amper değerinde otomatik olarak sınırlanır. Çıkış gerilimi P potansiyometresi ile ayarlanır. C1 kondansatörü ön filtreleme yapar. Devredeki transformatörün gücü ve köprü diyodun akım değeri çıkıştan çekilecek akıma göre seçilir.

Regülatör Fiyatları

Regülatör çeşidine ve kullanılan malzemeye göre regülatör fiyatları belirlenir.

 

 

 

Regülatör Çeşitleri

Regülatör çeşitleri: Voltaj regülatörü elektrik voltajındaki aşağı ve yukarı yönlü dalgalanmaları algılar. Otomatik olarak sabitlemeye yarayan elektrikli cihaza regülatör denir. Güç kaynaklarının çıkış gerilimlerini sabit tutma işlemine ise regülasyon denir. Regülasyon için kullanılan devreye de regülatör devresi adı verilir.

Voltaj regülatörü yada voltaj yükseltici olarak bilinir. Regülatör sistemleri iki ana tipte üretilmektedir.

Regülatör Çeşitleri Nelerdir?

Bu regülatörler;

• Servo regülatör
• Mikroişlemci regülatör
• Statik regülatör

olarak çeşitlere ayrılmaktadır. Bu regülatör çeşitleri de monofaze ve trifaze olarak imal edilmektedir. Voltaj regülatörü (voltage regulator) seçimi yapılırken kullanılacak elektrikli cihazların tipi, çektikleri akım watt değerleri göz önünde bulundurulmalıdır.

Regülatör Servo

Regülatör çeşitlerinden olan servo regülatörler;

• Toroidal transformatör (varyak),
• Varyak’a kumanda eden servo motor,
• Yardımcı boost transformatör
• Servo motor sürücüsü

içeren sistemi tamamen kontrol eden elektronik devrelerden oluşur.

Kademeli regülatörden sonra ilk otomatik voltaj regülasyonu sistemidir. Servo regülatör monofaze ve trifaze olarak imalatı yapılmaktadır. Sistemde bulunan varyak  yardımı ile monofaze regülatör de  200V’ a kadar düşen şehir şebeke gerilimini yükseltir. 250V’ a kadar yükselen şehir şebeke gerilimini de aynı şekilde düşürür.

Start torku yüksek DC servo motoru ve gerilim değişimlerine hızlı cevap verebilen kontrol sistemi vardır. Bu sayede çok küçük gerilim değişimlerini bile hızla düzeltebilirler. Servo devrenin üzerinde bulunan entegre, şebekedeki ani değişimleri motor’ a aktarır. Motor bu ani değişikliğe göre varyak’ ın harekete geçmesini sağlar.

Varyak bu değişikliğe göre hareket etmeye ve alternatif akımı ayarlamaya başlar. Transformatör yardımı ile voltaj 220 volta ayarlanır. Ayarlanan 220 volt tüm cihazların çalışma voltajı olarak regülatör çıkışına yansır. Voltaj regülatörü elektrik  şebekesinden gelen 50 hz’ lik sinüs dalgayı devamlı stabilize eder. Regülasyon tamamlanınca elektronik frenleme devresi ile motorun enerjisi kesilir.

Servo regülatörlerde, voltaj regülasyonu hassas elektronik cihazlar için uygun değildir. Servo regülatörde varyak, trafo motoru kendi ekseni etrafında şehir şebeke voltajındaki değişimlere göre hareket eder. Voltajın düşük olduğu bir noktadan alınıp istenilen değere, örnek olarak 220VAC değerine ulaştırılması  85V/sn zamanda gerçekleşir. Bu da yaklaşık olarak 2-3 saniye gibi bir zaman kaybına neden olmaktadır. Bu zaman diliminde kademeli yükselen veya düşen elektrik voltajı bağlı bulunduğu yüke kademeli bu artışı yansıtır.

Regülatör Mikroişlemci

Servo regülatör mantığında geliştirilmiş varyak ve trafo sistemi ile yapılandırılmıştır. Ama mikroişlemci kontrol özelliği ile voltaj regülasyon hızı arttırılmış sistemdir. Servo regülatör sistemlerinin voltaj düzenleme hızı saniyede 85V/sn dir. Mikroişlemci kontrollü tam korumalı regülatörlerin regülasyon hızı 200V/sn düzeylerine yükseltilmiştir.

Mikroişlemci yardımı ile regülatör içerisinde bulunan oto varyak motorları vardır. Bu şehir şebekesindeki voltaj değişimlerini daha hızlı, seri şekilde algılar. Bu sayede oto varyak sisteminin dönme ivmesini hızlandırmaya çalışır.

Mikroişlemci regülatör izleme ve kontrol özelliklerinden dolayı servo regülatörden daha kolay ayırt edilir. Mikroişlemcili regülatörler monofaze ve trifaze olarak imal edilmektedir. Mikroişlemci regülatör her faz için ayrı dijital ekranı ile, voltaj giriş ve çıkışının daha net ve kontrollü izlenmesi sağlanabilir. Dijital mikroişlemci ile kullanıcı, regülatörün çıkış voltajını kendi isteğine göre dijital ekranda ayarlayabilir. Opsiyonel (isteğe bağlı) olarak bilgisayar bağlantısı yapılarak pc üzerinden regülatör haberleşmesi sağlanabilir.

Regülatör Statik

Servo regülatör ve mikroişlemci regülatörden farklı olarak elektronik kontrollü gelişmiş bir regülatör sistemidir. Statik regülatör bünyesinde hiçbir şekilde hareketli parça içermeyen bir gerilim regülatörüdür. Bakıma ihtiyacı olan hiçbir parçası yoktur. Sistemleri tamamen elektronik bir yapıda tasarlanmıştır.

Voltaj regülasyon hızı çok yüksektir. Regülasyon işlemi tamamı ile mikrokontrolör denetimindedir. Digital teknolojiyi kullanarak milisaniyeler kadar küçük zaman dilimlerinde işlem yapmaktadır. Bundan dolayı hassas elektronik cihazlarda üstün koruma sağlar.

Static regulatorde elektronik koruma fonksiyonları vardır. Bu koruma ile ani voltaj dalgalanmalarından etkilenme riskini minimum seviyede tutar. Sabit voltaj çıkışı çalışmaların aksamadan devamlılığını sağlar.

Varyak trafo sistemi yerini tristör yarı iletkenine bırakmıştır. Tamamen tristör kontrollü, mikrokontrolör denetimlidir. Digital teknolojiyle entegre bir biçimde çalışmaktadır. Tristör yardımı ile şehir şebeke voltajındaki değişimleri 5000V/sn değerinde hızlı bir regülasyon ile sabitlemektedir. Statik regülatör voltaj regülasyonunu milisaniye seviyesinde gerçekleştirir.

Şebeke gerilimi yüksek veya düşük olabilir. Bu durumda aşırı ısı, aşırı akım ve çıkış kısa devresi gibi anormal durumlarda statik regülatör kendini ve beslediği yükü korur.

Regülatör Kullanım Alanları

• Bilgisayar Sistemleri
• Kesintisiz Güç Kaynakları
• Tıbbi Cihazlar
• Otomasyon Ekipmanları
• Kesintisiz Güç Kaynakları
• Elektrikli Ev Aletleri
• Asansörler
• Klimalar
• CNC Tezgahları
• Tasarım Makineleri
• Lazer Cihazlar
• Teknik Cihazlar
• Laboratuvar Cihazları
• Telefon Santralleri

Regülatör Fiyatları

Regülatör fiyatları kalitesi ve çeşidine göre imalatçı firma tarafından  belirlenir.

 

 

Regülatör Nedir? Nasıl Çalışır? Voltaj Regülatörü

Günümüzde enerjiyi daha verimli kullanmak için kullanılan birçok cihaz vardır. Bunlardan biriside regülatörlerdir (voltaj düzenleyici). Regülatör isminden de anlaşılacağı gibi regülasyondan türemiştir.

Regülatör Nedir: Dalgalı elektrik voltajını dengelemek için kullanılan elektrik cihazlarıdır. Şebeke geriliminde (voltaj) bazı zamanlar yükselme ve düşme gibi dengesizlikler oluşur. Bu dengesizlikler verim kaybına neden olur. İstenmeyen olağan dışı bu dengesizlikleri önlemek için kullanılan cihazlara regülatör denir.

Regülatör Yapısı

Regülatörler, regülasyonun tipine ve kullanıldıkları alanlara göre basit veya karmaşık yapıda olabilirler. Bir regülatörde, temel olarak bir bulucu eleman, bir yayım organı ve bir servo motor bulunur.

• Bulucu eleman; ayarlanmış büyüklüğün değişimlerini ölçer.
• Yayım organı; ayarlayıcı büyüklüğün değişimlerini, ayarlanmış büyüklükle bu büyüklüğün sâbit tutulacak değerleri arasındaki farkı düzenler.
• Servo motor; ayarlayıcı büyüklüğün yayım organı tarafından belirtilen değişimlerini yerine getirmek için gerekli gücü uygular.

Regülatör Nasıl Çalışır? 

Regülatör çalışma sisteminde transformatör ve hassas yapıdaki varyak sistemlere seri bağlanır. Güçlendirici (booster) olan bu cihazlar gerilim dengelemesini en iyi şekilde ayarlar. Regülatörler temelde bir bulucu eleman bir servo motor ve yayım organından oluşur. Tipleri de karmaşık veya basittir.

Yük tarafından kısa devre olduğu zaman regülatörler, meydana gelen büyük akımların ayarlanmasını sağlar. Basit seri regülatörler bu değişmelere hemen cevap veremezler. Ama karmaşık yapıda olan regülatörler değişimlere cevap verirler. Şönt sezmeli seri regülatörler küçük değişimlere anında cevap verirler.

Regülatörü koruyan emniyet elemanları, regülatörden tamamıyla ayrıdır. Genelde regülatör iş yapamaz duruma geldiği zaman devreye girer. Makineyi ve sistemi durdururlar. Bütün enerji kaynaklarından pilden bile akım çekildiği zaman gerilim düşer. Gerilimin belirli sınırlar içinde kalması için bütün cihazlarda gerilim regülatörü kullanılır. (voltaj regülatörü veya voltaj yükseltici)

Regülatörlerde trafo ve varyak vardır. Şebekeden gelen alternatif akımı elektronik servo devre ile önce trafoya sonra varyak’ a aktarır. (yüksek güç ve amperli trimpot). Bu varyak’ a bağlı olan motor ve motorun uçları servo devreye, servo devre ise güç aldığı bir trafoya bağlıdır.

Voltaj Regülatörü

Besleme hattındaki gerilim dalgalanmaları düzenlemek için kullanılan cihazdır. Giriş voltajındaki veya yük koşullarındaki herhangi bir voltaj değişiklik için sabit kalan sabit bir çıkış voltajı üretir. Bileşenleri hasarlardan korumak için bir tampon görevi görür. Voltaj regülatörü, basit bir ileri besleme tasarımına sahip bir cihazdır ve negatif geri besleme kontrol döngüleri kullanır.

Regülatör Nerelerde Kullanılır? 

• Kesintisiz güç kaynağı, kartlı geçiş sistemleri,
• Tıp ve laboratuvar cihazları, dişçilik ekipmanları
• Telekomünikasyon cihazları, fotoğraf baskı makineleri,
• CNC tezgâhları, enjeksiyon makineleri, ağaç işleme makineleri,
• Fotokopi, fax,  bilgisayar sistemi, radyo ve televizyon vericileri
• Tasarım makineleri, tekstil makineleri, otomasyon ekipmanları,
• Matbaa makineleri gibi özellikle iletişim araçlarında
• Denizcilik ekipmanları, imalathaneler ve atölyelerde, asansörler,

Ayrıca ev ve işyeri aydınlatma sistemlerinde voltajın gidip gelmesinde şebekede regülatörler kullanılır. Regülatör kullanılmazsa birçok makine zarar görebilir.

Regülatör Nasıl Bağlanır?

1 fazlı statik regülatörlerde cihazın giriş-çıkış bağlantısı cihaz üzerinde verilen bağlantı şemasına göre yapılmalıdır. Elektrik panosundan alınacak 1 faz + Nötr kablosu, cihazın arka panelinde bulunan klemens grubuna sırası ile bağlanır.

3 fazlı statik regülatörlerde cihazın giriş-çıkış bağlantısı cihaz üzerinde verilen bağlantı şemasına göre yapılmalıdır. Elektrik panosundan 3 faz + Nötr kablosu alınır. Cihazın arka panelinde bulunan klemens grubuna soldan itibaren L1-L2-L3 ve N olarak sırası ile bağlanır. Beslenecek yükün nötr ve faz bağlantısı sırası ile yapılır.

Önemli Not: Regülatörün kapakları kesinlikle açılmamalıdır. Havalandırma deliklerinin içine herhangi bir cisim girmemeli ve bu delikler tıkanmamalıdır. Patlayıcı ve yanıcı madde bulunan ortamlarda regülatör kullanmamalıdır. Cihazın yerleştirileceği yer güneş ışığını direkt olarak almamalıdır. Ayrıca bir ısı kaynağına yakın bulunmamalı, regülatörün arka tarafında en az 20cm’ lik bir hava boşluğu bırakılmalıdır.

Regülatör kapalı alanda -10 °C ile +40 °C sıcaklık aralığında çalışır. +40 °C ve üzerindeki olan bölgeler de ortamı klima ile soğutmak gerekir. Ya da regülatörü kapasitesinin altında kullanmak gerekmektedir. Regülatör aşırı nemli, asitli veya metal tozunun yoğun olarak bulunduğu ortamlarda çalıştırılmamalıdır.

Regülatör Fiyatları

Servo kontrollü regülatör fiyatları her firmaya göre değişmektedir. Birçok regülatör markaları vardır. Güç faktörlerine ve kullanılan malzemelere göre regülatör fiyat listesi çıkarılmaktadır.

 

BENZER KONULAR

Regülatör Çeşitleri

 

 

FET Nedir? Ne İşe Yarar? Çeşitleri Nerelerde Kullanılır?

FET nedir: FET Alan etkili bir transistör olarak bilinir. FET “Field Effect Transistor” kelimelerinin baş harflerinin kısaltılmışıdır. Elektronik dünyasında sık sık karşımıza çıkmaktadır.

FET analog ve dijital devrelerde, güç dengesi amacıyla kullanılır. Yarı iletken malzeme içerisinde kanal akımını ve iletkenliğini yük taşıyıcıları yardımıyla değiştirmeye yarayan bir elemandır.

FET Yapısı

Alan Etkili Transistör 3 uçlu bir grup yarı iletken devre elemanının genel adıdır. FET, çoğunluk yük taşıyıcısı görevini üstlenir. Bu görevini de Source (Kaynak) ve Drain (Kanal) uçları arasında gerçekleştirir. FET iki yarı iletkenin birleşiminden oluşmuştur.

FET üzerinde 3 terminal bulunur:

• Source (Kaynak),
• Drain (Kanal)
• Gate (Kapı)

Kaynak terminalinden taşıyıcılar giriş yaparken, kanal terminalinden çıkış yaparlar. Kapıya (gate) voltaj uygulandığında ise kontrollü bir şekilde kanal iletkenliği modülasyonu sağlanır.

BJT çeşidi olan çift kutuplu transistörde Emiter, Kollektör ve Base uçlarına karşılık gelen bu terminaller vardır. Bunlara ek olarak bazı FET tipi transistörlerde ek bir terminal daha bulunur. (Body (gövde), Base, Bulk (Yük) veya Substrate (Tabaka) isimlerini alırlar. Bu terminaller, transistörün karakteristiğini belirlerler. Bu 4. terminal çoğunlukla entegre devrelerde karşımıza çıkar.

FET’ in Çalışması 

FET’ ler transistörler yardımı ile çalışan bir sisteme sahiptir. JFET’ ler ve MOSFET’ ler FET’ in çalışma prensibini oluşturur.

FET yüksek giriş empedansına sahip, tek kutuplu, gerilim kontrollü bir elemandır. Elektrik alanı prensiplerine göre çalıştığından alan etkili transistörler olarak bilinir. FET’ ler, transistörlerin kullanıldığı yerlerde rahatlıkla kullanılabilir.

 G ucuna uygulanan gerilim D-S arasından geçen akımın değerini değiştirir. Yani G ucuna gelen ters yönlü gerilime (polarmaya) göre D-S arası kanal daralır veya genişler. FET’ ler, diyotların ters polarmasındaki elektriksel çalışmasına benzer.

FET’ lerde de G ucuna uygulanan ters polarma arttıkça kanal bölgesindeki elektron ve oyuklar azalmaktadır. Bundan dolayı D-S arasında akan akımın değeri düşmektedir.

FET’ in Görevleri

FET’ in görevlerinin en başında ise anahtarlama gelir. Kapısına uygulanan kontrollü voltaj ile elektronların kolay akmasını veya zor akmasını sağlar. Bu şekilde çeşitli anahtarlama görevlerini gerçekleştirebilir.

FET karakteristiğinde ise 3 çalışma bölgesi vardır:

• Aktif olmayan yani transistörün çalışmadığı bölge.
• Transistörün tam verimle çalıştığı lineer bölge.
• Transistörün kesime gittiği doyum bölgesi.

FET Bileşenleri 

Yarı iletken bir bileşen olan FET yapısında silikon bulunur. Ancak yarı iletken teknolojisi gelişmektedir. Yarı iletken malzeme olarak silikon yerine kristal kesim teknikleri de kullanılmaktadır.

Galyum Nitrid (GaN). Silikon Karbit (SiC). Indiyum Galyum Arsenit (InGaAs) gibi malzemeler de FET bünyesinde vardır.

FET Avantajları  

• FET bileşeninin en büyük avantajı yüksek giriş direncidir. Bu direnç değeri yaklaşık 100 MΩ düzeyindedir.
• FET, voltaj kontrollü bir cihaz ve giriş çıkış arası yüksek bir izolasyona sahiptir.
• Ayrıca kutupsuz bir cihaz olması sayesinde elektronik gürültü (parazit) miktarı da azdır.
• FET, BJT’ den daha az gürültülüdür.
• Yüksek ısı kararlılığı vardır.
• Bu nedenlerden FET çeşitleri biyomedikal sistemlerde çok kullanılır.
• Akımları ısı ile fazla değişmez.
• FET’ ler radyasyona karşı transistörlere oranla dayanıklıdır.
• Termal kapasitesi ise BJT’ ye göre stabildir.

Dezavantajları

• Bant genişliği BJT’ ye göre daha dardır.
• Özellikle MOSFET çeşidi, aşırı gerilim yüklenmelerine karşı çok hassastır. Bundan dolayı kullanılırken özel kontrol gerektirirler.
• Statik hasarlanma ihtimali de fazladır.
• BJT’ lerin de kullanılabileceği basit devrelerde, FET’ ler BJT’ lere göre pahalı olduğu için kullanılmaz.

FET Kullanım Alanları

FET, en çok MOSFET ve CMOS teknolojilerinde karşımıza çıkar. Dijital entegre devreleri,

• Analog sinyal devreleri,
• Yükseltici (amplifier) devreler
• IGBT gibi alanlarda da kullanılırlar.

FET’ in Keşfi

FET, Julius Edgar Lilienfeld tarafından 1926 yılında patenti alınmış ve icat edilmiştir.  1934 yılında Oskar Heil tarafından büyük geliştirmiştir. 1947 yılında Bell laboratuvarlarında ise JFET, elektrik alan etkisinin keşfi tamamlanmıştır.

FET Çeşitleri

FET elemanının birçok çeşidi vardır. Başlıca çeşitleri;

• JFET: Junction-FET (Bağlantı-FET), ters ön gerilimli p-n bağlantısı ile kapı ile gövdeyi ayırıyor.
• MOSFET: (Metal Oxide Semiconductor FET).
• FREDFET: (Fast Recovery Epitaxial Diode-FET), özel bir FET çeşididir. Hızlı düzelme karakteristiğine sahiptir.
• TFET: (Tunnel-FET), band-band arası tünelleme için özel üretim bir FET çeşididir.
• IGBT: (Insulated Gate, Bipolar, Transistor). IGBT, elektronik devre elemanını sürerken mosfet gibi, iş yaparken bipolar transistör gibi davranır.
• OFET: (Organic-FET), organik yarı iletken malzeme kullanan yine özel bir FET çeşididir.

Alan etkili transistör;

Jonksiyon FET (JFET) veya metal oksitli yarı iletken JFET (MOSFET) olarak yapılır ve iki guruba ayrılır. Fet transistör imalatı “n” kanallı ve “p” kanallı olmak üzere iki tipte yapılır. N kanallı JFET’ lerde iletim elektronla ile, P kanallı JFET’ lerde ise oyuklar ile gerçekleşir. FET’ ler  ekonomik  ve yapımı basit olduğu için kullanım alanı oldukça çok fazladır.

JFET Nedir?

JFET imal edilen ilk alan etkili transistörlerdir. (junction field effect transistor – birleşim yüzeyli alan etkili transistör).

JFET  Detaylı bilgi için tıklayınız.