 جلسه دفاع رساله: سید محسن مرتضوی، گروه قدرت
ارائهکننده: سید محسن مرتضوی
چکیده: با گسترش روز افزون مصرف کننده های خاص، افزایش میزان تقاضا و اثر آن بر ولتاژ شبکه، بحث کیفیت توان و تثبیت ولتاژ و جریان بیشتر از قبل مورد توجه قرار گرفته است. در این زمینه نقش مبدلهای با خروجی ac جهت بهبود کیفیت توان و ایجاد رگولاسیون مناسب، بسیار موثر میباشد. از اینرو در این رساله به معرفی و بررسی ساختارهای کلید خازنی با خروجی ac دو طرفه بدون ترانسفورماتور پرداخته میشود. مبدلهای پیشنهادی از خانواده تبدیل مستقیم ac/ac با سر مشترک بین ورودی و خروجی جهت جبرانسازی سری برای تامین بخشی از توان بار در ساختارهای یک و چند طبقه با قابلیت کارکرد به صورت همفاز و غیرهمفاز با ولتاژ ورودی جهت جبران افت و خیز سطح ولتاژ و رگولاسیون به کار گرفته شدهاند. ارائه کلیدزنی نرم به صورت کلیدزنی در جریان صفر ZCS و کلیدزنی در ولتاژ صفر ZVS و استفاده از حالتهای چند طبقه به صورت ورودی سری خروجی موازی سبب کاهش استرس ولتاژ و جریان و نویز کلیدزنی EMI، تلفات سوئیچینگ و هزینه ساخت، و افزایش راندمان در توانهای بالا میگردد. با ایجاد اختلاف فاز در جریان خروجی، ریپل آن کاهش پیدا کرده و امکان استفاده از فیلترهای کوچکتر فراهم میگردد. همچنین میتوان با افزایش فرکانس کاری سبب بهبود چگالی توان مبدل گردید. نسبت بهره ولتاژ خروجی به ورودی پیوسته مبدل کلید خازنی، الگو کلیدزنی بدون مشکلات کموتاسیون، بدون نیاز به المان اضافی و بهبود مشخصات الکتریکالی مانند ضریب توان و هارمونیک تولیدی از دیگر ویژگیهای مبدل پیشنهادی میباشد. از جمله کاربردهای مبدل پیشنهادی جبرانکننده دینامیکی ولتاژ، رگولاتور ولتاژ ثابت و رگولاتور جریان ثابت را میتوان نام برد. رگولاتورهای جریان ثابت که مشخصا از جمله دلایل انجام این رساله تحت عنوان فوق است در صنعت فرودگاهی تامین کننده اصلی تغذیه چراغهای باند هستند و در این حوزه کاربرد فراوان دارند. حالتهای مختلف کاری همفاز و غیرهمفاز، معادلات ریاضی، الگو کلیدزنی بدون مشکلات کموتاسیون سخت برای دستیابی به بهره پیوسته در خروجی، نمودار فضای حالت، نحوه طراحی و انتخاب المانها، بررسی استرس المانها، انواع نمودارهای کابردی بهره و درصدهای جبرانسازی مبدل پیشنهادی از جمله مواردی است که در این رساله ارائه شده است. جهت بررسی روابط و تصدیق آنها ابتدا نتایج در نرم افزار متلب شبیهسازی و در نهایت طراحی و ساخت مبدلهای پیشنهادی یک طبقه و دو طبقه در توان 500 وات با قابلیت عملکرد به صورت جبرانساز سری با توان کلی 2 کیلووات و امکان جبرانسازی در برابر تغییرات تا 25 درصد ولتاژ شبکه با دقت رگولاسیون سطح ولتاژ در محدوده کمتر از 3 درصد انجام شده است. در ولتاژ نامی شبکه 220 ولت با افت و خیز ولتاژ از 140 تا 300 ولت، راندمان قابل قبول مبدل برای حالت دو طبقه برابر 4/95 و در حالت تشدیدی 55/96 تحت فرکانس کلیدزنی 120 کیلوهرتز در شرایط حداکثر توان ثبت گردید. استخراج نتایج عملی و شبیهسازی تصدیق عملکرد مناسب و قابل انتظار مبدلهای پیشنهادی را نشان میدهد.
|
