Nasıl Doğru Şekilde Katı Hal Dönüşümü Kapasitesi Hesaplanır

Dönüşüm kapasitesi, dönüştürücünün ana tap pozisyonundaki görünür gücün ifadesidir ve dönüştürücü plakasında belirtilen kapasite, nominal kapasitedir. Güç dönüştürücülerinin işletimi sırasında, aşırı kapasite nedeniyle düşük yük durumları olduğu gibi, aşırı yük veya aşırı akım çalışması sonucu ekipmanların ısınmasına ve hatta yanmasına neden olan durumlar da mevcuttur. Bu uygun olmayan kapasite eşleştirmeleri, elektrik sistemlerinde güç sağlamanın güvenilirliğini ve ekonomisini doğrudan etkiler. Bu nedenle, güvenilir ve ekonomik bir güç sistemi işletiminin sağlanması için uygun dönüştürücü kapasitesinin belirlenmesi kritik öneme sahiptir.

Katı hal dönüştürücülerinin kapasite hesaplaması aşağıdaki faktörleri göz önünde bulundurmalıdır:

• Giriş Gerilimi: Giriş gerilimi, dönüştürücüye beslenen gerilim değeridir. Katı hal dönüştürücüler genellikle belirli bir giriş gerilim aralığına (örn. 220V ~ 460V) sahiptir ve bu aralığa dayanarak uygun bir dönüştürücü seçilmelidir.

• Çıkış Gerilimi: Çıkış gerilimi, dönüştürücü tarafından verilen gerilim değeridir. Katı hal dönüştürücüler ayrıca tanımlanmış bir çıkış gerilim aralığına (örn. 80VAC ~ 480VAC) sahiptir ve uygun bir dönüştürücü seçilirken bu aralık dikkate alınmalıdır.

• Nominal Kapasite: Nominal kapasite, dönüştürücünün yönetebileceğinin maksimum yük kapasitesini gösterir ve genellikle kilovolt-amper (kVA) cinsinden ifade edilir. Nominal kapasite genellikle talebe bağlı olarak belirlenir; eğer yük büyük bir toplam akım gerektiriyorsa, daha büyük kapasiteli bir dönüştürücü seçilmelidir.

• Giriş Gücü: Giriş gücü, giriş geriliminin giriş akımı ile çarpılmasıyla elde edilir ve genellikle kilowatt (kW) cinsinden ifade edilir.

Bu nedenle, bu faktörleri göz önünde bulundurarak, katı hal dönüştürücülerinin kapasite hesaplama formülü şu şekilde ifade edilebilir:
Kapasite (kVA) = Giriş Gerilimi (V) × Giriş Akımı (A) / 1000.

Not: Katı hal dönüştürücüler, geleneksel güç dönüştürücülerinden farklıdır. Bir katı hal dönüştürücü, bir dönüştürücü ile bir dönüştürücünün bir kombinasyonudur, bu da onu statik güç dönüştürme uygulamaları için çok uygun kılar. Ancak, hesaplama yöntemleri geleneksel dönüştürücülerden farklıdır.

Tek fazlı ve üç fazlı dönüştürücülerin kapasite hesaplama yöntemleri benzerdir. Aşağıdaki açıklama, üç fazlı dönüştürücü kapasite hesaplama örneğini kullanmaktadır. Dönüştürücü kapasite hesaplamanın ilk adımı, yükün her fazındaki maksimum gücü belirlemektir (tek fazlı dönüştürücüler için bu, basitçe maksimum tek fazlı yük gücüdür).

Her faz (A, B ve C) için yük gücü ayrı ayrı toplanır. Örneğin, faz A'daki toplam yük gücü 10 kW, faz B'deki 9 kW ve faz C'deki 11 kW ise, maksimum değeri, yani 11 kW'yi alırız.

Not: Tek fazlı cihazlar için, cihaz plakasında belirtilen maksimum değeri birim başına güç olarak kabul ederiz. Üç fazlı ekipmanlar için, toplam güce 3 ile bölerek faz başına güç elde edilir. Örneğin:
Faz C'deki toplam yük gücü = (300W × 10 bilgisayar) + (2kW × 4 klima) = 11 kW.

Dönüştürücü kapasite hesaplamanın ikinci adımı, toplam üç fazlı gücü belirlemektir. Maksimum tek fazlı gücü kullanarak toplam üç fazlı gücü hesaplayın:
Maksimum tek fazlı güç × 3 = Toplam üç fazlı güç.

Faz C'deki maksimum yük gücü olan 11 kW'yi kullanarak:
11 kW × 3 (faz) = 33 kW. Böylece, toplam üç fazlı güç 33 kW'dır.

Şu anda piyasada bulunan dönüştürücülerin %90'ının güç faktörü sadece 0.8'dir. Bu nedenle, toplam gücü 0.8'e bölmek gerekmektedir:
33 kW / 0.8 = 41.25 kW (gereken dönüştürücü görünür gücü kW cinsinden).

Elektrik Mühendisliği Tasarım Kılavuzu'na göre, dönüştürücü kapasitesi hesaplanan yük temelinde seçilmelidir. Sabit bir yükü sağlayan tek bir dönüştürücü için, yük faktörü β genellikle yaklaşık %85 olarak kabul edilir. Bu şu şekilde ifade edilir:
β = S / Se
Burada:
S — Hesaplanan yük kapasitesi (kVA);
Se — Dönüştürücü kapasitesi (kVA);
β — Yük faktörü (genellikle %80 ile %90 arasında).

Böylece:
41.25 kW (görünür güç ihtiyacı) / 0.85 = 48.529 kVA (gereken dönüştürücü kapasitesi).Bu nedenle, 50 kVA dönüşümcü uygun olacaktır.