Tam Dalga Kontrollü DoğrultucuÖnceki yazıda Orcad PSpice programı yardımıyla tam dalga kontrolsüz doğrultucunun simülasyonunu yapmıştık. Bu yazıda ise Matlab Simulink programını kullanarak tam dalga kontrollü doğrultucu simülasyonu yapacağız. Aynı zamanda da Matlab Simulink programının kullanımı hakkında temel bilgileri de öğrenmiş olacağız. Bilindiği gibi kontrollü doğrultucuda diyot yerine tristör kullanılır ve tristörlerin ateşleme açıları ayarlanarak çıkış geriliminin değeri ayarlanabilir. Tristörler hakkında detaylı bilgiyi Diyot, Tristör ve Triyak başlıklı yazıda, doğrultucular hakkında detaylı bilgiyi Kontrollü ve Kontrolsüz Doğrultucular başlıklı yazıda bulabilirsiniz.

Kontrollü doğrultucu simülasyonunu yapmak için Matlab programını açıp komut kısmına ‘simulink’ yazıyoruz ve Simulink Library Browser açılıyor. Burada ‘File\New’ menüsünden model seçeneğini tıklıyoruz ve devremizi oluşturacağımız sayfa açılıyor.

Tam dalga kontrollü doğrultucuda kullanacağımız elemanlardan alternatif gerilim kaynağı, tristör, ve yükümüzü temsil edecek drenç Power System kütüphanesinde bulunuyor. Komut alanına ‘powerlib’ yazarak bu kütüphanenin aşağıdaki gibi açılmasını sağlıyoruz.

Power System Library

Alternatif gerilim kaynağı için ‘Electrical Source’ simgesine tıklayıp açılan penceredeki ‘AC Voltage Source’ elemanını devremizi oluşturacağımız sayfaya sürüklüyoruz ve üzerine çift tıklayarak açılan pencerede gerilim değerini 310, frekans değerini 50 olarak girip OK tuşuna basıyoruz.

‘Power Electronics’ simgesine tıklayıp açılan yeni pencerede bulunan ‘Thyristor’ elemanımızı da sayfamıza sürükleyip kopyala yapıştır yaparak 4 tane tristör modelini şekildeki gibi yerleştriyoruz.

Yükümüzü temsil edecek drenc için ‘Elements’ simgesine tıklayarak açılan pencerede bulunan ‘Series RLC Branch’ elemanını devremizin olduğu sayfaya sürüklüyoruz ve üzerine çift tıklayarak Resistance, Inductance ve Capacitance değerlerini giriyoruz. Omik bir yük için Inductance değerine 0, Capacitance değerine inf yazmamız gerekiyor. Değerleri girip OK tuşuna bastıktan sonra sadece drenç elemanının kaltığını göreceksiniz.

Yükümüzün gerilim dalga şeklini ölçmek için ‘Measurments’ simgesine tıklayarak açılan pencerede bulunan ‘Voltage Measurment’ elemanını sayfamıza sürükleyip şekildeki gibi yerleştiriyoruz.

Devrenin referansını belirlemek için ‘Connectors’ simgesine tıklayarak açılan pencerede bulunan ground işaretini devremizin bulunduğu sayfaya sürükleyip yerleştiriyoruz.

Power System kütüphanesinden kullanacağımız elemanlar bu kadar. Şimdi tristörleri ateşlemek için gerekli olan kare dalga kaynağı ve grafiğin çizdirileceği elemanımızı seçmemiz gerekiyor.

Kare dalga için ‘Simulink-Sources’ kütüphanesinde bulunan ‘Pulse Generator’ elemanını alıyoruz ve değerlerini aşağıdaki gibi giriyoruz;
Amplitude: 1 (kare dalganın genliği)
Period (secs): 0.01 (Kare dalganın periyodu)
Pulse Width (% of period): 20 (Kare dalganın iletim süresi)
Phase delay (secs): 0.005 (Kare dalganın gecikme süresi; bu süreyi değiştirerek tristörlerin ateşleme açısı ayarlanabilir.)

Kare dalga üretecimizi de yerleştirdikten sonra ‘Simulink-Sink’ kütüphanesinde bulunan ‘Scope’ elemanını devrenin bulunduğu sayfaya sürüklüyoruz ve şekildeki gibi yerleştiriyoruz. Devreler arasındaki bağlatıyı ‘powerlib-connectors’ bölümünde bulunan elemanlar yardımıyla yaptıktan sonra aşağıdaki gibi bir devremiz oluyor.

Tam Dalga Kontrollü Doğrultucu Simulink Şeması

Simülasyon ayarları için sayfanın üstünde bulunan ‘Simulation\Simulation Parameters’ menüsüne giriyoruz ve burada bulunan değerleri aşağıdaki gibi değiştiriyoruz;
Stop time: 0.06 (bu kadar süre sonra simülasyon duracak)
Type: Variable-step > ode23tb (stiff/TR-BDF2)

Diğer alanları değiştirmeden OK tuşuna basıyoruz ve artık simülasyonu çalıştırabiliriz. Simülasyonu çalıştırmak için ‘Simulation\Start’ menüsünü veya ‘Ctrl+T’ kısayolunu kullandıktan sonra Scope simgesinin üzerine çift tıkladığımızda yaptığımız doğrultucunun çıkışından elde ettiğimiz gerilim dalga şeklini aşağıdaki gibi görebiliriz.

Kontrollü Doğrultucu Matlab Simulik Dalga Şekli

Tristörlerin ateşleme açısını değiştirerek veya yükü omik yerine endüktif yaparak kontrollü doğrultucunun davranışını ve dalga şeklini görebilirsiniz.