:: بازدید امروز : 2467
:: باردید دیروز : 504
:: بازدید هفته : 4923
:: بازدید ماه : 12503
:: بازدید سال : 621035
:: بازدید کلی : 1454440

پایان نامه مبدل¬های منبع امپدانسی و ارائه ساختار جدید مبدل منبع امپدانسی گاما نامتقارن

نوشته شده توسط : admin

پایان نامه مقطع کارشناسی ارشد

رشته: مهندسی برق قدرت

موضوع: مبدلهای منبع امپدانسی و ارائه ساختار جدید مبدل منبع امپدانسی گاما نامتقارن

استاد راهنما: دکتر عبدالرضا شیخالاسلامی

تکه هایی از متن به عنوان نمونه :

چکیده:

مبدلهای الکترونیک-قدرت نقش عمدهای در سیستمهای قدرت دارند. در سالهای اخیر مبدلهای منبع امپدانسی به دلیل داشتن برتریها و ویژگیهای منحصر به فرد نسبت به مبدلهای سنتی، مورد توجه بسیاری قرار گرفتهاند.

در این پایاننامه، ابتدا به بررسی نحوه عملکرد، معرفی روشهای کنترلی و مرور ساختارهای اصلی این مبدلها پرداخته و در ادامه با بهرهگیری از مبدل منبع امپدانسی گاما نامتقارن ساختارهای جدیدی ارائه میگردد.

برتری عمده مبدلهای پیشنهادی نسبت به ساختارهای قبلی، افزایش ولتاژ خروجی تا اندازه مطلوب، بدون نیاز به تعمیم ساختار و افزودن اجزاء جدید میباشد. در ساختار این مبدلها از یک ترانسفورمر با آرایش گاما ( ) استفاده شده و بهره ولتاژ با کاهش نسبت دورهای ترانسفورمر افزایش مییابد که موجب صرفهجویی در هزینه و افزایش بازده آنها میگردد.

در بخش نتایج، روابط به دست آمده از ساختارهای جدید، با شبیهسازی در محیط سیمولینک متلب تصدیق میگردند. ضمن این که آنالیز مبدلها در حالت پایدار انجام گرفته و از روش کنترلی بوست ساده در شبیهسازیها استفاده شده است.

واژههای کلیدی:

مبدلهای سنتی، مبدلهای منبع امپدانسی، مبدل منبع امپدانسی گاما نامتقارن، روش کنترلی بوست ساده

فهرست مطالب

عنوان صفحه

فصل اول: مقدمه و کلیات تحقیق
1-1 مقدمه	2
1-2 تعریف مساله	2
1-3 پیشینه تحقیق	3
1-4 ضرورت و اهداف پژوهش	3
1-5 پیش فرضهای پژوهش	3
1-6 جمع بندی و طرح کلی تحقیق	4
فصل دوم: ادبیات و پیشینه تحقیق
2-1 مقدمه	6
2-2 مبدلهای سنتی	6
2-3 مبدلهای منبع امپدانسی	9
2-4 بازده مبدلهای منبع امپدانسی	11
2-5 سلف و خازن مورد نیاز مبدلهای منبع امپدانسی	14
2-6 حالات کاری مبدلهای منبع امپدانسی	15
2-7 روشهای کنترلی مبدلهای منبع امپدانسی	19
2-7-1 روش کنترلی بوست ساده با حامل مثلثی	19
2-7-2 روش کنترلی بوست ساده با حامل سینوسی	22
2-7-3 روش کنترلی بوست ماکزیمم	24
2-7-4 روش کنترلی بوست ماکزیمم ثابت	25
2-8 مبدل منبع امپدانسی سنتی	27
2-9 مبدل شبه منبع امپدانسی	30
2-10 مبدل منبع امپدانسی ترانس	32
2-11 مبدل منبع امپدانسی گاما	35
2-12 مبدل منبع امپدانسی گاما نامتقارن	37
2-13 مبدل شبه منبع امپدانسی دو طبقه	40
2-14 مبدل منبع امپدانسی سنتی با سلف سوئیچشونده	43
2-15 مبدل شبه منبع امپدانسی با سلف سوئیچشونده	46
2-16 مبدل منبع امپدانسی افزاینده تعمیمیافته	48
2-16-1 مبدل منبع امپدانسی افزاینده تعمیمیافته با استفاده از دیود	49
2-16-2 مبدل منبع امپدانسی افزاینده تعمیمیافته با استفاده از خازن	52
2-16-3 مبدل منبع امپدانسی افزاینده تعمیمیافته هیبرید	56
2-17 جمعبندی	58
فصل سوم: روش تحقیق
3-1 روش کنترلی بوست ساده با تزریق هارمونیک سوم	60
3-2 مبدل منبع امپدانسی گاما نامتقارن با سلف سوئیچشونده	63
3-3 مبدل منبع امپدانسی گاما نامتقارن دو طبقه	68
3-4 مبدل منبع امپدانسی گاما نامتقارن جریان ناپیوسته	71
3-5 مبدل منبع امپدانسی گاما نامتقارن تعمیمیافته با استفاده از دیود	73
3-6 مبدل منبع امپدانسی گاما نامتقارن تعمیمیافته با استفاده از خازن	78
3-7 مبدل منبع امپدانسی گاما نامتقارن تعمیمیافته هیبرید	84
3-8 جمعبندی	89

فصل چهارم: محاسبات و یافتههای تحقیق
4-1 نتایج شبیهسازی مبدل منبع امپدانسی گاما نامتقارن جریان ناپیوسته به کمک روش کنترلی بوست ساده با تزریق هارمونیک سوم	91
4-2 نتایج شبیهسازی مبدل منبع امپدانسی گاما نامتقارن با سلف سوئیچ شونده	94
4-3 نتایج شبیهسازی مبدل منبع امپدانسی گاما نامتقارن دو طبقه	98
4-4 نتایج شبیهسازی مبدل منبع امپدانسی گاما نامتقارن تعمیمیافته با استفاده از دیود	102
4-5 نتایج شبیهسازی مبدل منبع امپدانسی گاما نامتقارن تعمیمیافته با استفاده از خازن	106
4-6 نتایج شبیهسازی مبدل منبع امپدانسی گاما نامتقارن تعمیمیافته هیبرید	110
4-7 بررسی خاصیت کاهندگی-افزایندگی مبدلهای پیشنهادی	115
4-8 جمعبندی	118
فصل پنجم: نتیجهگیری و پیشنهادات
5-1 نتیجه گیری	120
5-2 پیشنهادات	121
مراجع	122
واژهنامه فارسی به انگلیسی	126
چکیده انگلیسی	128

فهرست جدولها

عنوان صفحه

2-1 اجزاء مورد نیاز برای سه اینورتر مختلف	13
2-2 مقایسه بازده سه اینورتر در توانهای مختلف	14
2-3 حالات کاری اینورتر منبع امپدانسی در حالت فعال غیر اتصال کوتاه	17
2-4 حالات کاری اینورتر منبع امپدانسی در حالت صفر غیر اتصال کوتاه	18
2-5 حالات کاری اینورتر منبع امپدانسی در حالت اتصال کوتاه	19
2-6 پارامترهای مبدل منبع امپدانسی سنتی	28
2-7 پارامترهای مبدل منبع امپدانسی ترانس	33
4-1 پارامترهای مبدل منبع امپدانسی گاما نامتقارن جریان ناپیوسته	91
4-2 پارامترهای مبدل منبع امپدانسی گاما نامتقارن با سلف سوئیچشونده	94
4-3 پارامترهای مبدل منبع امپدانسی گاما نامتقارن دو طبقه	98

فهرست شکلها

عنوان صفحه

2-1 مبدل منبع ولتاژی (VSI)	7
2-2 مبدل منبع جریانی (CSI)	8
2-3 ساختار کلی مبدل منبع امپدانسی	9
2-4 مبدل منبع امپدانسی با ترکیب معکوس موازی سوئیچ و دیود	10
2-5 مبدل منبع امپدانسی با ترکیب سری سوئیچ و دیود	10
2-6 مبدل منبع ولتاژی با مبدل اضافی افزاینده برای پیل سوختی	11
2-7 مبدل منبع امپدانسی برای پیل سوختی	11
2-8 اینورتر سنتی با ورودی پیل سوختی	12
2-9 اینورتر سنتی همراه با مبدل افزاینده DC-DC با ورودی پیل سوختی	12
2-10 اینورتر منبع امپدانسی با ورودی پیل سوختی	12
2-11 پالسهای PWM رایج بر اساس حامل مثلثی بدون در نظر گرفتن حالت صفراتصال کوتاه	16
2-11 پالسهای PWM اصلاح شده براساس حامل مثلثی با در نظر گرفتن حالت صفراتصال کوتاه	16
2-12 حالت غیر اتصال کوتاه در مبدل منبع امپدانسی	17
2-13 حالت اتصال کوتاه در مبدل منبع امپدانسی	18
2-14 نحوه تولید پالسهای اتصال کوتاه به کمک روش کنترلی بوست ساده با حامل مثلثی	20
2-15 روش کنترلی بوست ساده با حامل مثلثی	21
2-16 نحوه تولید پالسهای اتصال کوتاه به کمک روش کنترلی بوست ساده با حامل سینوسی	22
2-17 نمودار بهره ولتاژ بر حسب اندیس مدولاسیون در روش کنترلی بوست ساده با حامل مثلثی و حامل سینوسی	23
2-18 روش کنترلی بوست ساده با حامل سینوسی	23
2-19 نحوه تولید پالسهای اتصال کوتاه به کمک روش کنترلی بوست ماکزیمم	25
2-20 روش کنترلی بوست ماکزیمم	25
2-21 نحوه تولید پالسهای اتصال کوتاه به کمک روش کنترلی بوست ماکزیمم ثابت	26
2-22 مبدل منبع امپدانسی سنتی	27
2-23 نتایج شبیهسازی مبدل منبع امپدانسی سنتی	29
2–24 مبدل شبه منبع امپدانسی	30
2-25 نتایج شبیهسازی مبدل شبه منبع امپدانسی	31
2-26 مبدل منبع امپدانسی ترانس	32
2-27 نتایج شبیهسازی مبدل منبع امپدانسی ترانس	34
2-28 مبدل منبع امپدانسی گاما	35
2-29 نتایج شبیهسازی مبدل منبع امپدانسی گاما	36
2-30 مبدل منبع امپدانسی گاما نامتقارن	37
2-31 نتایج شبیهسازی مبدل منبع امپدانسی گاما نامتقارن	39
2-32 مبدل شبه منبع امپدانسی دو طبقه	40
2-33 نتایج شبیهسازی مبدل شبه منبع امپدانسی دو طبقه	42
2-34 مبدل منبع امپدانسی سنتی با سلف سوئیچشونده	43
2-35 نتایج شبیهسازی مبدل منبع امپدانسی سنتی با سلف سوئیچشونده	44
2-36 تعمیم اول مبدل منبع امپدانسی سنتی با سلف سوئیچشونده	45
2-37 مبدل شبه منبع امپدانسی با سلف سوئیچشونده	46
2-38 نتایج شبیهسازی مبدل شبه منبع امپدانسی با سلف سوئیچشونده	47
2-39 تعمیم اول مبدل شبه منبع امپدانسی با سلف سوئیچشونده	48
2-40 مبدل منبع امپدانسی افزاینده تعمیمیافته با استفاده از دیود	49
2-41 نتایج شبیهسازی مبدل منبع امپدانسی افزاینده تعمیمیافته با استفاده از دیود	51
2-42 تعمیم دوم مبدل منبع امپدانسی افزاینده تعمیمیافته با استفاده از دیود (جریان پیوسته)	52
2-43 مبدل منبع امپدانسی افزاینده تعمیمیافته با استفاده از خازن	53
2-44 نتایج شبیهسازی مبدل مبدل منبع امپدانسی افزاینده تعمیمیافته با استفاده از خازن	55
2-45 تعمیم دوم مبدل منبع امپدانسی افزاینده تعمیمیافته با استفاده از خازن (جریان پیوسته)	56
2-46 مبدل منبع امپدانسی افزاینده تعمیمیافته هیبرید (جریان ناپیوسته)	57
2-47 نتایج شبیهسازی مبدل منبع امپدانسی افزاینده هیبرید	57
3-1 نحوه تولید پالسهای اتصال کوتاه به کمک روش کنترلی بوست ساده با حامل مثلثی	60
3-2 روش کنترلی بوست ساده با تزریق هارمونیک سوم	61
3-3 موج مبنا اصلی	62
3-4 موج هارمونیک سوم	62
3-5 موج مبنا اصلی با هارمونیک سوم	62
3-6 مبدل شبه منبع امپدانسی با سلف سوئیچشونده	63
3-7 ساختار پیشنهادی مبدل منبع امپدانسی گاما نامتقارن همراه با سلف سوئیچشونده	64
3-8 مدار معادل مبدل منبع امپدانسی گاما نامتقارن همراه با سلف سوئیچشونده در حالت غیر اتصال کوتاه	65
3-9 مدار معادل مبدل منبع امپدانسی گاما نامتقارن همراه با سلف سوئیچشونده در حالت اتصال کوتاه	66
3-10 مبدل شبه منبع امپدانسی دو طبقه	68
3-11 ساختار پیشنهادی مبدل منبع امپدانسی گاما نامتقارن دو طبقه	68
3-12 مدار معادل مبدل منبع امپدانسی گاما نامتقارن دو طبقه در حالت غیر اتصال کوتاه	69
3-13 مدار معادل مبدل منبع امپدانسی گاما نامتقارن دو طبقه در حالت اتصال کوتاه	69
3-14 ساختار پیشنهادی مبدل منبع امپدانسی گاما نامتقارن جریان ناپیوسته	71
3-15 مدار معادل مبدل منبع امپدانسی گاما نامتقارن جریان ناپیوسته در حالت غیر اتصال کوتاه	71
3-16 مدار معادل مبدل منبع امپدانسی گاما نامتقارن جریان ناپیوسته در حالت اتصال کوتاه	72
3-17 مبدل منبع امپدانسی گاما نامتقارن تعمیم یافته با استفاده از دیود	73
3-18 ساختار پیشنهادی مبدل منبع امپدانسی گاما نامتقارن تعمیم یافته با استفاده از دیود (جریان پیوسته)	74
3-19 مدار معادل مبدل منبع امپدانسی گاما نامتقارن تعمیم یافته با استفاده از دیود (جریان پیوسته) در حالت غیر اتصال کوتاه	74
3-20 مدار معادل مبدل منبع امپدانسی گاما نامتقارن تعمیم یافته با استفاده از دیود (جریان پیوسته) در حالت اتصال کوتاه	75
3-21 ساختار پیشنهادی مبدل منبع امپدانسی گاما نامتقارن تعمیم یافته با استفاده از دیود (جریان ناپیوسته)	76
3-22 مدار معادل مبدل منبع امپدانسی گاما نامتقارن تعمیم یافته با استفاده از دیود (جریان نا پیوسته) در حالت غیر اتصال کوتاه	77
3-23 مدار معادل مبدل منبع امپدانسی گاما نامتقارن تعمیم یافته با استفاده از دیود (جریان نا پیوسته) در حالت اتصال کوتاه	77
3-24 مبدل منبع امپدانسی افزاینده تعمیمیافته با استفاده از خازن	79
3-25 ساختار پیشنهادی مبدل منبع امپدانسی گاما نامتقارن تعمیمیافته با استفاده از خازن (جریان پیوسته)	79
3-26 مدار معادل مبدل منبع امپدانسی گاما نامتقارن تعمیم یافته با استفاده از خازن (جریان پیوسته) در حالت غیر اتصال کوتاه	80
3-27 مدار معادل مبدل منبع امپدانسی گاما نامتقارن تعمیم یافته با استفاده از خازن (جریان پیوسته) در حالت اتصال کوتاه	80
3-28 ساختار پیشنهادی مبدل منبع امپدانسی گاما نامتقارن تعمیمیافته با استفاده از خازن (جریان نا پیوسته)	82
3-29 مدار معادل مبدل منبع امپدانسی گاما نامتقارن تعمیم یافته با استفاده از خازن (جریان نا پیوسته) در حالت غیر اتصال کوتاه	82

3-30 مدار معادل مبدل منبع امپدانسی گاما نامتقارن تعمیم یافته با استفاده از خازن (جریان نا پیوسته) در حالت اتصال کوتاه 83

3-31 مبدل منبع امپدانسی افزاینده تعمیمیافته هیبرید	84
3-32 ساختار پیشنهادی مبدل منبع امپدانسی گاما نامتقارن تعمیمیافته هیبرید (جریان پیوسته)	85
3-33 مدار معادل مبدل منبع امپدانسی گاما نامتقارن تعمیم یافته هیبرید (جریان پیوسته) در حالت غیر اتصال کوتاه	85
3-34 مدار معادل مبدل منبع امپدانسی گاما نامتقارن تعمیم یافته هیبرید (جریان پیوسته) در حالت اتصال کوتاه	86
3-35 ساختار پیشنهادی مبدل منبع امپدانسی گاما نامتقارن تعمیمیافته هیبرید (جریان نا پیوسته)	87
3-36 مدار معادل مبدل منبع امپدانسی گاما نامتقارن تعمیم یافته هیبرید (جریان نا پیوسته) در حالت غیر اتصال کوتاه	88
3-37 مدار معادل مبدل منبع امپدانسی گاما نامتقارن تعمیم یافته هیبرید (جریان نا پیوسته) در حالت اتصال کوتاه	88
4-1 نتایج شبیهسازی مبدل منبع امپدانسی گاما نامتقارن جریان ناپیوسته با تزریق هارمونیک سوم به موج مبنا	93
4-2 نتایج شبیهسازی مبدل منبع امپدانسی گاما نامتقارن همراه با سلف سوئیچشونده	97
4-3 نتایج شبیهسازی مبدل منبع امپدانسی گاما نامتقارن دو طبقه	101
4-4 نتایج شبیهسازی مبدل منبع امپدانسی گاما نامتقارن تعمیمیافته با استفاده از دیود	105
4-5 نتایج شبیهسازی مبدل منبع امپدانسی گاما نامتقارن تعمیمیافته با استفاده از خازن	109
4-6 نتایج شبیهسازی مبدل منبع امپدانسی گاما نامتقارن تعمیمیافته هیبرید	115

4-7 نتایج شبیهسازی مبدل منبع امپدانسی گاما نامتقارن با سلف سوئیچشونده (کاهنده) 117

فصل اول

مقدمه و کلیات تحقیق

1-1 مقدمه

اینورترها یکی از اقسام مبدلهای الکترونیک-قدرت میباشند که یک ولتاژ ورودی مستقیم را به ولتاژ خروجی متناوب تبدیل میکنند. در این مبدلها حاصل شدن یک ولتاژ خروجی با شکل موج سینوسی مطلوب است، اما در عمل به دلیل وجود هارمونیکها این شکل موجها غیر سینوسی (تقریبا مربعی) و همراه با اعوجاج میباشند. اگرچه در کاربردهای توان بالا خروجی سینوسی ضروری میباشد.

بهره ولتاژ خروجی که همان نسبت ولتاژ خروجی متناوب به ولتاژ مستقیم ورودی میباشد، یک پارامتر مهم در اینورترها محسوب میشود. در صورتی که بهره ولتاژ بزرگتر از یک باشد اینورترها افزاینده¹ و برای بهره ولتاژهای کوچکتر از یک اینورتر کاهنده² خواهد بود. مبدلهای منبع امپدانسی³ دارای ویژگی افزایندگی و کاهندگی هم زمان میباشند که این ویژگی در مبدلهای سنتی دیده نمیشود. علاوه بر این مبدلهای سنتی دارای محدودیتها و معایب دیگری نیز هستند که مبدلهای منبع امپدانسی این معایب را پوشش میدهند. از همین رو در این تحقیق به بررسی دقیق و موشکافانه مبدلهای منبع امپدانسی میپردازیم.

برای دانلود متن کامل پایان نامه اینجا کلیک کنید.