مقاله بررسی و تحلیل درایوهای تراکشن جریان مستقیم و القایی

اختصاصی از کوشا فایل مقاله بررسی و تحلیل درایوهای تراکشن جریان مستقیم و القایی دانلود با لینک مستقیم و پرسرعت .

فرمت فایل : WORD (قابل ویرایش)

تعداد صفحات:134

فهرست مطالب:

 پیشگفتار 1
 
فصل اول 3
کشش الکتریکی 3
1-1) تعیین مشخصات حرکتی قطار 4
1-1-1) نیروی محرک قطار 5
شکل (1-1) منحنی نیروی کششی F بر حسب سرعت V لکوموتیو 6
1-1-2) نیروی مقاوم قطار ( Train Resistance ) 6
شکل (2-1) اثر مقاومت شیب بر روی سرعت قطار 7
1-1-3) نیروی ترمز گیری قطار 10
شکل( 3-1) منحنی نیروی ترمز گیری قطار شامل ترمزگیری الکتریکی و مکانیکی در سرعتهای مختلف 12
1-1-4) محاسبه منحی سرعت بر حسب زمان 12
شکل  (4-1) منحنی های سرعت بر حسب زمان و نیروی محرک بر حسب سرعت قطار 14
ناحیه 3 از لحظه t2 تا t3 : 14
1-2) تعیین مشخصات موتورهای کششی 15
1-2-1) مشخصه گشتاور – سرعت موتورهای الکتریکی 16
شکل (6-1) منحنی گشتاور باز دارنده الکتریکی بر حسب سرعت 17
1-2-2) عملکرد موازی 18
1-2-3) نوسانهای ولتاژ 18
1-2-4)محدودیت وزن وحجم 18
فصل دوم: 20
موتورهای تراکشن جریان مستقیم 20
تاریخچه سیستم های حمل و نقل الکتریکی DC 20
2-2) موتور جریان مستقیم با تحریک موازی 22
شکل (1-2) مشخصه گشتاور الکتریکی و جریان آرمیچر بر حسب سرعت   موتور تحریک موازی 23
2-3) موتورهای جریان مستقیم با تحریک مجزا 24
2-3-1) معادلات ماشین جریان مستقیم با تحریک مجزا 25
شکل (2-2) مدل ماشین تحریک مجزا با فرض خطی بودن مشخصه مغناطیسی 25
در زیر به نحوه ی  کنترل موتور در دو ناحیه مذکور  می پردازیم: 26
الف) ناحیه اول موتوری 26
2-3-3) کنترل ماشین جریان مستقیم با تحریک مجزا درحالت ژنراتوری 28
الف) ناحیه اول ژنراتوری 28
شکل (5-2) منحنی مشخصه های ژنراتور در حالت توان ثابت در ناحیه اول 30
شکل (6-2) منحنی مشحصه های ژنراتور در حالت گشتاور ثابت در ناحیه اول 31
ب) ناحیه دوم ژنراتوری 32
ج) ناحیه سوم ژنراتوری 32
شکل (7-2) منحنی مشخصه های ماشین در ناحیه دوم ژنراتوری 33
شکل (8-2) منحنی مشخصه های ماشین در ناحیه سوم ژنراتوری 33
2-4) موتور جریان مستقیم با تحریک سری 33
2-4-2) کنترل ماشین جریان مستقیم با تحریک سری در حالت موتوری 36
در زیر بنحوة کنترل موتور در دو ناحیه موتوری می پردازیم. 36
الف) ناحیه اول موتوری 36
ب) ناحیه دوم موتوری 36
شکل (10-2) منحنی مشخصه های ماشین سری در ناحیه اول موتوری 37
شکل (11-2) مقاومت قابل تنظیم برای کنترل ماشین در ناحیه دوم موتوری 37
شکل (12-2) منحنی مشخصه های ماشین سری در ناحیه دوم موتوری 38
2-4-3) کنترل ماشین جریان مستقیم با تحریک سری در حالت ژنراتوری 38
نحوه کنترل ژنراتور در سه ناحیه مذکور می پردازیم: 39
ناحیه اول ژنراتوری 39
شکل (14-2) منحنی مشخصه های ماشین سری در ناحیه اول ژنراتوری در حالت گشتاور ثابت 40
ناحیه دوم ژنراتوری 40
ناحیه سوم ژنراتوری 41
فصل سوم: 43
مدارهای کنترل سیستم های تراکشنن جریان مستقیم 43
شکل (3-3) یک نمونه مدار کنترل موتور سری با استفاده از چاپر به عنوان منبع تغذیه ورودی 48
شکل (4-3) یک نمونه مدار کنترل ماشین سری با قابلیت بازیابی انرژی 49
فصل چهارم: 56
ملاحظات کاربردی در سیستم های 56
4-1) تاریخچه سیستم های حمل و نقل الکتریکی AC 56
4-2) مقایسه کاربرد موتورهای القایی قفسه سنجابی با انواع دیگرسیستم های کشنده 58
4-2-1) مقایسه با موتور DC 58
1) سرعتهای زیاد : 58
2) مقاومت و قابلیت بالا و هزینه نگهداری و تعمیرات کم : 58
3) گشتاور یکنواخت بالا با قابلیت اضافه بار ذاتی : 58
4) نسبت توان به وزن بالا: 59
5) قابلیت ترمز احیا کنندة ذاتی : 59
6) مشخصه گشتاور – سرعت تند (Hteep ) : 59
7) عملکرد پایدار با اتصل موازی : 59
4-2-2) مقایسه با  موتور سنکرون : 60
جدول (1-4) مقایسه موتور القایی با موتور سنکرون 60
4-3-1) ایجاد گشتاور در موتور القایی سه فاز 62
شکل(1-4)مدار معادل تکفاز موتور القایی 64
شکل(4-4) منحنی گشتاور- سرعت در فرکانس و ولتاژ ثابت 69
4-3-5) عملکرد فرکانس متغیر 72
شکل (7-4) منحنی های گشتاور لغزش در نسبت ثابت ( هرتز/ ولت) 73
شکل (8-4) ناحیه های مختلف منحنی گشتاور – سرعت با منبع تغذیه فرکانس متغیر – ولتاژ متغیر 74
شکل (9-4) ارتباط بین فرکانس – ولتاژ در ماشین القایی 74
4-3-7)عملکرد HP ثابت (Constant-Horse Power) 75
فصل پنجم 78
طراحی و مقادیر نامی موتور و اینورتر در سیستم های تراکشن القایی 78
مشخصه های مورد نظر سیستم تراکشنن الکتریکی مناسب بدین صورت خلاصه می شود: 84
الف) چگالی گشتاور بالا [N.m/kg] ، چگالی توان بالا [Kw/Kg]، کمترین ابعاد. 84
ب) ناحیه توان ثابت وسیع، کمترین توان ظاهری اینورتر [KVA]. 84
پ) راندمان بالا. 84
5-2-2) معیار طراحی موتور 88
ب) نسبت طول رتور به قطر رتور   89
جدول (1-5) تأثیر نسبت طول به قطر رتور   بر مشخصه های موتور ( P.U.) 89
جدول (2-5) تأثیر تعداد شیارهای استاتور بر مشخصه های موتور (P.U. ) 90
ت) ضخامت فاصله هوایی 91
جدول (3-5) تأثیر ضخامت فاصله هوایی بر مشخصه های موتور (P.U. ) 91
ث) همانطور که گفته شد، یک وسیله نقلیه الکتریکی اغلب در ناحیه تضعیف میدان کار می کند 91
جدول (5-5) مقایسه بین پارامترهای دو موتور: طرح معمولی و طرح مخصوص 94
5-3) فاکتورهای احیا کنندگی (Regeneration Factors) 95
5-4) بررسی نمونه عملی 98
فصل ششم 103
درایوهای تراکشن اینورتری پیشرفته و کنترل آنها 103
6-1) سیر تکامل درایو AC در سیستم های تراکشن 103
6-2) درایوهای تراکشن موتور القایی 105
شکل (1-6) درایوهای تراکشن با موتورهای سه فاز 106
6-2-2) درایوهای تراکشن اینورتر منبع جریان تغذیة DC 108
شکل (4-6) وضعیت های حلقه DC یک درایو اینورتر منبع جریان 111
شکل (5-6) اینورتر منبع ولتاژ مدار قدرت و شکل موج ها 113
شکل (6-6) مدار قدرت یک فاز اینورتر NPC سه سطحی را نشان می دهد 115
شکل (6-6) اینورتر منبع ولتاژ سه سطحی NPC- مدار قدرت و جدول سوئیچینگ 116
6-2-4) درایوهای تراکشن VSI تغذیه AC مبدل پالس 116
6-2-6-1) PWM موج مربعی(Square – Wave PWM) 120
شکل( 9-6) شکل موج های ورودی و خروجی مقایسه کننده یک اینورتر  PWM موج مربعی 120
6-2-6-2) PWM سینوسی (Sinusoidal PWM) 122
شکل (11-6) روش مدولاسیون برای قطار Eurostar 124
شکل(12- 6) سیستم کنترل کننده جریان PWM در حالت کلی 126
پیوست 1 129
مقایسه سیستم های محرک انواع لوکوموتیو و انتخاب سیستم مناسب برای حمل و نقل ریلی 129
پیوست 2 133
داده های مربوط به موتورهای کششی 134
منابع

پیشگفتار
در گذشته بیشتر ماشین های حمل و نقل از ولتاژ DC  ثابت ریل سوم بوسیله درایوهای DC  تغذیه
می شدند. موتورها بوسیله کنترل کننده های نوع مقاومتی، که شتاب لازم را برای ماشین فراهم
می کردند، کنترل می شدند. این سیستم ها همچنین شامل ترمز دینامیکی برای کم کردن شتاب و شامل سیستم های ترمز سایشی جهت پشتیبانی یا تکمیل سیستم های ترمز دینامیکی می باشند.
ولی امروزه الکترونیک قدرت عامل عمده در بهبود سیستم های محرکه پیشرفته شده است. وجود عناصر نیمه هادی و تولید اینورترها باعث کاهش هزینه های راهبری شده اند. گام اول جایگزینی کنتاکتورها با مقاومت ها و بوسیله یکسو کننده های کنترل شده و چاپرهای DC  جهت کنترل توان موتورهای DC  بوده است. در گام دوم کاربرد موتورهای قفس سنجابی با پیشرفت اینورترهای با ولتاژ و فرکانس متغیر (VVVF) ممکن شده است. حتی در این زمینه، راه آهن به عنوان پیشگام در سیستم های الکترونیک قدرت شناخته شده است.
سیستم محرکه AC  درجه بالایی از ترمز احیا کننده را با مقدار بسیار کم تجهیزات ایجاد می کند. مقدار توان احیا شده به فاکتورهای زیادی از جمله مکان ایستگاه و شدت ترافیک بستگی دارد. مطالعات رایانه ای نشان داده اند که احیای توان در سیستم های محرکه AC ، 40 تا 50 درصد در مقایسه با ماشین های معادل که با کنترل کننده های مقاومتی و ترمز دینامیکی کار می کنند بیشتر می باشد.
در نتیجه در حال حاضر اهداف طراحان، سازندگان و استفاده کنندگان سیستم های تراکشن الکتریکی بر اساس قابلیت اطمینان حداکثر، دسترسی آسان، حداقل سرویس و نگهداری و ... همگی با لوکوموتیوهای مدرن با تراکشن القایی تحقق یافته است. در واقع رسیدن به این هدف ناشی از موارد زیر می باشد
الف) امکان استفاده از موتورهای تراکشن القایی ساده و محکم.
ب) الکترونیک قدرت و کنورترهای مدرن .
پ) کنترل و نظارت میکروپروسسوری قوی و خیلی سریع.
این پایان نامه به بررسی و تحلیل درایوهای تراکشن جریان مستقیم و القایی می پردازد.
امید است گردآوری این مجموعه سرآغاز مطالعات و تحقیقات بیشتر در این زمینه گردد.

طرح توجیهی تولید کوره ذوب القایی و قوس الکتریکی

اختصاصی از کوشا فایل طرح توجیهی تولید کوره ذوب القایی و قوس الکتریکی دانلود با لینک مستقیم و پرسرعت .

طرح توجیهی تولید کوره ذوب القایی و قوس الکتریکی در فرمت پی دی اف و شامل مطالب زیر می باشد:

* خلاصه طرح
* مقدمه
* سرمایه گذاری ثابت
* هزینه های ثابت طرح
* هزینه های جاری طرح
* سرمایه در گردش
* جدول سرمایه گذاری
* فروش و محاسبه سود و زیان

دانلود پایان نامه تحلیل رفتاری مغناطیسی ماشین القایی تحت ولتاژ هارمونیکی

اختصاصی از کوشا فایل دانلود پایان نامه تحلیل رفتاری مغناطیسی ماشین القایی تحت ولتاژ هارمونیکی دانلود با لینک مستقیم و پرسرعت .

چکیده:

به یک سیستم الکتریکی که قادر است سازگار با دیگر سیستم های الکتریکی انجام وظیفه کند و تداخلی در کار آنها ایجاد نکند و یا مستعد چنین وضعیتی نباشد «سازگار الکترومغناطیسی» با محیط اطلاق می شود. سازگاری الکترومغناطیسی یک موتور القایی از دو دیدگاه مطرح است. یکی اثر اختلال زای میدان مغناطیسی ناشی از آن در محیط پیرامون و دیگری سوء عملکرد آن که در اثر وجود منابع اختلالات الکترومغناطیسی ناشی از تجهیزات الکتریکی همچون «هارمونیک ها» ایجاد می شود. با استعمال روزافزون ادوات و تجهیزات الکتریکی و نیز مصرف تصاعدی انرژی الکتریکی این منابع الکترومغناطیسی مزاحم نیز افزایش یافته است. در این پایان نامه سازگاری الکترومغناطیسی موتور القایی، از دو دیدگاه یاد شده با استفاده از تحلیل اجزای محدود مورد بررسی قرار می گیرد. در حوزه دیدگاه اول، میدان های مغناطیسی پیرامون یک موتور القایی با مدلسازی سه بعدی موتور، محاسبه می گردد و با نوع دوبعدی آن مورد مقایسه قرار می گیرد. در حوزه دیدگاه دوم، یک مدل مناسب جهت تحلیل موتور القایی تغذیه شونده از ولتاژ غیر سینوسی معرفی می گردد. مزیت مدل فوق الذکر سادگی و دقت آن است. در انتها پایخ مدل پیشنهاد شده در حالات مختلف مورد بررسی قرار می گیرد.

مقدمه:

سازگاری الکترومغناطیسی یک موتور القایی از دو دیدگاه مطرح است. یکی اثر اختلال زای میدان مغناطیسی ناشی از آن در محیط پیرامون و دیگری سوء عملکرد آن که در اثر وجود منابع اختلالات الکترومغناطیسی ناشی از تجهیزات الکتریکی همچون «هارمونیک ها» ایجاد می شود.

در عمل وجود تجهیزات و عناصر با مشخصه غیرخطی و بخصوص ادوات الکترونیک قدرت در بخش های مختلف تولید، انتقال و مصرف موجب پیدایش اعوجاجات هارمونیکی در شکل موج های سینوسی جریان و ولتاژ در شبکه قدرت می شود و این اعوجاجات متاسفانه اثر نامطلوبی روی موتورهای الکتریکی که در صنایع به طور وسیعی مورد استفاده است، دارد.

نیاز به دقت بیشتر و بیشتر در طراحی و تحلیل ماشین های الکتریکی، استفاده از مدل های عددی جهت تعیین میدان های الکتریکی و مغناطیسی را ترویج داده است. به دلیل ساختار هندسی پیچیده ماشین و مشخصه های غیرخطی مواد بکار رفته در آن در بسیاری از موارد تنها روش حل عددی امکان پذیر است.

فصل اول

کلیات

با استعمال روزافزون ادوات و تجهیزات الکتریکی و نیز مصرف تصاعدی انرژی الکتریکی منابع الکترومغناطیسی مزاحم نیز افزایش یافته است.

بررسی آثار مخرب این منابع بر روی عملکرد تجهیزات الکتریکی مجاور نیز اهمیت بسزایی برخوردار است. ادوات الکترونیکی و کامپیوترهای شخصی امروزه در کلیه کارخانه ها و مجتمع های صنعتی مورد استفاده قرار می گیرد به طوری که سیستم های الکترونیکی اندازه گیری، حفاظتی و کنترلی به سرعت جایگزین تجهیزات مشابه مکانیکی و الکترومکانیکی می شوند. این موضوع تحت عنوان «سازگاری الکترومغناطیسی» که به صورت مختصر شده با EMC نیز بیان می گردد، مورد نظر بوده و ضرورت شناخت چگونگی عملکرد تجهیزات الکتریکی در کنار یکدیگر را بیش از پیش مطرح می سازد.

سازگاری الکترومغناطیسی یک موتور القایی از دو دیدگاه مطرح است. یکی اثر اختلال زای میدان مغناطیسی ناشی از آن در محیط پیرامون و دیگری سوء عملکرد آن که در اثر وجود منابع اختلالات الکترومغناطیسی ناشی از تجهیزات الکتریکی همچون «هارمونیک ها» ایجاد می شود.

در عمل وجود تجهیزات و عناصر با مشخصه غیرخطی و بخصوص ادوات الکترونیک قدرت در بخش های مختلف تولید، انتقال و مصرف موجب پیدایش اعوجاجات هارمونیکی در شکل موج های سینوسی جریان و ولتاژ در شبکه قدرت می شود و این اعوجاجات متاسفانه اثر نامطلوبی روی موتوهای الکتریکی که در صنایع به طور وسیعی مورد استفاده است، دارد.

نیاز به دقت بیشتر و بیشتر در طراحی و تحلیل ماشین های الکتریکی، استفاده از مدل های عددی جهت تعیین میدان الکتریکی و مغناطیسی را ترویج داده است. به دلیل ساختار هندسی پیچیده ماشین و مشخصه های غیرخطی مواد بکار رفته در آن در بسیاری از موارد تنها روش حل عددی امکان پذیر است. روش اجزاء محدود (FEM) روشی عددی است که برای این منظور مناسب است. این روش در سال 1940 پیشنهاد شد، اما برای اولین بار 10 سال بعد در زمینه طراحی های مرتبط با دانش هوانوردی و تحلیل سازه بکار گرفته شد. پس از گذشت سال ها، روش اجزای محدود به طور گسترده ای در تقریبا تمام مسائل فیزیک و ریاضی به کار گرفته شد. این روش قادر است تخمین خوبی از تحلیل عملکردی وسائل الکترومغناطیسی ارائه کند.

شامل 114 صفحه فایل pdf

دانلود پروژه کارآفرینی کوره ذوب القایی و قوس الکتریکی

اختصاصی از کوشا فایل دانلود پروژه کارآفرینی کوره ذوب القایی و قوس الکتریکی دانلود با لینک مستقیم و پرسرعت .

امکان سنجی مقدماتی
کوره ذوب القایی و قوس الکتریکی

در زیر به مختصری ازعناوین و چکیده آنچه شما در این فایل دریافت می کنید اشاره شده است

فهرست مطالب
عنوان صفحه
1. مقدمه ............................................................................. 1
2. معرفی محصول ............................................................... 2
2 ......................................... ( 1-2 . نام و کد محصول (آیسیک 3
2-2 . شماره تعرفه گمرکی..................................................... 2
3-2 . شرایط واردات ............................................................ 2
4-2 . استاندارد ملی یا بین المللی.............................................. 3
5-2 . بررسی و ارایه اطلاعات لازم در زمینه قیمت تولید داخلی..... 4
6-2 . موارد مصرف و کاربرد ................................................ 4
7-2 . کالاهای جایگزین و تجزیه و تحلیل اثرات آن بر ... ............. 4
8-2 . اهمیت استراتژیکی کالا در دنیای امروز ............................ 5
9-2 . کشورهای عمده تولیدکننده ............................................ 6
10-2 . شرایط صادرات......................................................... 6
3. بررسی بازار................................................................... 7
1-3 . بررسی ظرفیت واحدهای فعال تولیدی.............................. 7
2-3 . بررسی وضعیت طرحهای جدید...................................... 8
3-3 . واردات..................................................................... 12
4-3 . صادرات................................................................... 13
5-3 . مصرف.................................................................... 13
4. مطالعات فنی و تکنولوژیکی............................................. 16
1-4 . بررسی اجمالی تکنولوژی و روش تولید و عرضه... ......... 16
2-4 . تعیین نقاط قوت و ضعف تکنولوژی مرسوم در ... .......... 27
3-4 میزان مواد اولیه عمده مورد نیاز سالانه و محل تامین........ 28
4-4 . پیشنهاد منطقه مناسب برای اجرای طرح ........................ 30
5-4 . وضعیت تامین نیروی انسانی و تعداد اشتغال ................. 31
6-4 . بررسی و تعیین میزان تامین آب، برق، سوخت ... ........... 33
7-4 . وضعیت حمایت های اقتصادی و بازرگانی...................... 35
5. مطالعات مالی-اقتصادی .................................................. 37
1-5 . بررسی و تعیین حداقل ظرفیت اقتصادی......................... 37
2-5 . پیش بینی برنامه تولید و فروش..................................... 38
3-5 . حمایت تعرفه گمرکی و مقایسه با تعرفه های جهانی........... 45
4-5 . حمایت های مالی، بانک ها- شرکت های سرمایه گذار............ 45
6. تجزیه و تحلیل و ارایه جمع بندی و پیشنهاد نهایی ... .......... 46

1. مقدمه
در این طرح به مطالعات پیش امکان سنجی برای تولید کوره ذوب القایی و قوس الکتریکی، که دارای
کاربردهای فراوانی در صنایع مختلف است، پرداخته شده است . روند رو به رشد تقاضای این
محصول در کنار ویژگیهایی نظیر آلوده نکردن محیط زیست، راندمان بالا، سروصدای کم، یکنواختی
مذاب، توانایی ذوب فلزات دیرگداز و ... نسبت به سایر انواع قدیمی تر این نوع کوره ها، فرصتی مغتنم
است که به نظر می رسد سرمایه گذاری برای تولید آن را توجیه پذیر می نمایاند.
بدیهی است، سرمایه گذاری برای تولید این محصول نیازمند انجام بررس ی های تکمیلی امکا ن سنجی
است.

نکته: فایلی که دریافت می‌کنید جدیدترین و کامل‌ترین نسخه موجود از گزارش کارآفرینی می باشد.

این فایل شامل : صفحه نخست ، فهرست مطالب و متن اصلی می باشد که با فرمت ( PDF ) در اختیار شما قرار می گیرد.

تعداد صفحات : 49

دانلود پایان نامه تغذیه و کنترل ماشین های القایی توسط مبدل های ماتریسی

اختصاصی از کوشا فایل دانلود پایان نامه تغذیه و کنترل ماشین های القایی توسط مبدل های ماتریسی دانلود با لینک مستقیم و پرسرعت .

مبدل های ماتریسی، در سال های اخیر به خاطر اینکه می توانند جایگزین خوبی برای اینورترهای منبع ولتاژ با مدولاسیون پهنای پالس قرار گیرند مورد توجه ویژه ای قرار گرفته اند. در حقیقت مبدل های ماتریسی توانایی کنترل توان در دو جهت، توانایی تولید شکل موج های سینوسی برای ورودی و خروجی و کنترل ضریب توان واحد را دارند.

البته به خاطر عدم وجود قسمت DC و حذف المان های حجیم و ذخیره کننده انرژی مثل خازن و سلف باعث طراحی مدار به صورت فشرده و کم حجم می شود. دو روش کنترلی به صورت گسترده ای برای کنترل مبدل های ماتریسی به کار برده می شود. اولی بر پایه تابع انتقال مستقیم و دومی بر پایه مدولاسیون بردار فضایی با مزیت الگوریتم ساده کنترلی می باشد.

در این پروژه کنترل دور موتور القایی به روش DTC به طور مفصل بحث می شود از ویژگی های مهم کنترل دور موتور القایی به روش DTC، پایداری، پاسخ سریع گشتاور، نیاز نداشتن به انتقال مختصات، عدم نیاز به مداری جهت تولید پالس های PWM می باشد.

در این پروژه روش جدیدی برای کنترل مبدل های ماتریسی تحت شرایط ضریب توان واحد ورودی، برای پیاده سازی کنترل مستقیم گشتاور در زمینه کنترل ماشین های القایی، مطرح می شود. با بکارگیری این روش کنترلی در حقیقت ما فواید مبدل های ماتریسی را با فواید DTC با هم یکجا داریم.

1-1- مقدمه

انتقال و کنترل انرژی یکی از مهمترین مراحل در مهندسی برق می باشد، در سال های اخیر این کار با به کارگیری نیمه هادی های قدرت و المان های ذخیره کنند انرژی مانند خازن و سلف انجام گرفته است، و بدین ترتیب چندین خانواده مبدل ها همچون یکسوسازها و اینورترها و چاپرها توسعه یافته اند. هریک از این خانواده ها مزایا و محدودیت های خودشان را دارند.

مبدل های ماتریسی، یک توپولوژی مداری پیشرفته ای می باشد که توانایی تبدیل مستقیم Ac/Ac را دارد در این نوع مبدل ها هیچ گونه لینک DC وجود ندارد.

در فصل اول در مورد روش های کنترل مبدل های ماتریسی بحث شده است. تابع انتقال مستقیم و مدولاسیون بردار فضایی دو روش کنترلی جهت کنترل این نوع مبدل ها، توضیح داده شده است. استراتژی مدولاسیون بر پایه این دو روش کنترلی ارائه شده و در پایان فصل اول مبدل ماتریسی بر پایه مدولاسیون بردار فضایی شبیه سازی شده است.

جهت پیاده سازی عملی مبدل های ماتریسی نیازمند کلیدهای دو طرفه می باشیم. این ساختار را می توان توسط دیودها و ترانزیستورهای IGBT که در بازار وجود دارد، طراحی کرد. در فصل دوم در مورد انواع ساختارهای کلیدهای دو طرفه بحث می شود. از طرف دیگر یکی از موضوعات مهم در مبدل های ماتریسی نحوه کموتاسیون جریان در این نوع مبدل هاست. جهت جلوگیری از هرگونه اتصال کوتاه و اتصال باز در مبدل های ماتریسی نحوه کموتاسیون چهار مرحله ای توضیح داده شده و در ادامه پروسه کموتاسیون چهار مرحله ای جهت پیاده سازی در FPGA به زبان VHDL شبیه سازی شده است.

در فصا سوم مروری مختصر بر انواع روش های کنترل موتورها شده است. با ذکر دلایلی روش کنترل مستقیم گشتاور جهت کنترل موتورهای القایی انتخاب می شود.

در فصل چهارم روش کنترل مستقیم گشتاور به تفصیل بحث شده است، در روش کنترل مستقیم گشتاور، گشتاور و شار استاتور به صورت مجزا کنترل می شوند و ولتاژهای اعمالی به گونه ای انتخاب می شوند که خطاهای گشتاور و شار از محدوده خاصی خارج نشود. گشتاور و شار توسط مقایسه کننده های هیسترزیس با مقادیر مرجع متناظر مقایسه شده و خروجی های مقایسه کننده ها به جدول کلیدزنی بهینه اعمال می شوند. این جدول با در نظر گرفتن موقعیت شاراستاتور، بردار ولتاژ مناسب برای موتور را انتخاب می کند. در خاتمه روش کنترل مستقیم گشتاور شبیه سازی شده و نتایج شبیه سازی بررسی می شود.

در فصل پنجم روش جدیدی برای کنترل مبدل های ماتریسی تحت شرایط ضریب توان واحد برای تولید بردارهای ولتاژ مناسبی که جهت پیاده سازی کنترل مستقیم گشتاور برای کنترل ماشین های القایی لازم است مطرح می شود. با بکارگیری این روش کنترلی در حقیقت ما فواید مبدل های ماتریسی را با فواید DTC باهم یکجا داریم.

فصل اول

مبدل های ماتریسی

1-1- مقدمه

در این فصل در مورد مبدل های ماتریسی و دو روش کنترلی که به صورت گسترده ای برای کنترل این نوع مبدل ها به کار می رود، توضیح داده می شود. روش کنترل اولی بر پایه تابع انتقال مستقیم و دومی بر پایه مدولاسیون بردار فضایی می باشد. در این فصل اساس استراتژی مدولاسیون در هر دو روش کنترلی بررسی شده و در خاتمه کنترل مبدل ماتریسی بر پایه SVM شبیه سازی شده و نتایج آن بررسی شده است.

2-1- مبدل های ماتریسی کنترل شده توسط تابع انتقال مستقیم

انتقال و کنترل انرژی یکی از مهمترین مراحل در مهندسی برق می باشد، در سال های اخیر این کار با به کارگیری نیمه هادی های قدرت و المان های ذخیره کننده انرژی مانند خازن و سلف انجام گرفته است، و بدین ترتیب چندین خانواده مبدل ها همچون یکسوسازها و اینورترها و چاپرها توسعه یافته اند. هریک از این خانواده ها مزایا و محدودیت های خودشان را دارند.

مبدل های ماتریسی، یک توپولوژی مداری پیشرفته ای است که توانایی تبدیل مستقیم Ac/Ac را دارد، در این نوع مبدل ها هیچ گونه لینک DC وجود ندارد.

مبدل های ماتریسی شامل آرایه ای از سوئیچ های دو طرفه ای می باشد و به گونه ای مرتب شده است که سه فاز منبع ولتاژ را مستقیما و بدون هیچ لینک DC و یا المان های حجیم ذخیره کننده انرژی به سه فاز طرف بار وصل می کند.

مهمترین مشخصات مبدل های ماتریسی عبارتند از:

1- ساده و فشرده بودن

2- تولید ولتاژ بار، با دامنه و فرکانس دلخواه

3- جریان ورودی و خروجی سینوسی

4- عملکرد با ضریب توان واحد

توسعه این نوع مبدل ها با کار اولیه آقایان venturini و Alesina آغاز شد آنها مدار قدرت این نوع مبدل ها را مانند ماتریسی از سوئیچ های قدرت دو طرفه ای قرار دادند و اسم مبدل های ماتریسی را برای آنها برگزیدند. روش مدولاسیون آنها به تابع انتقال مستقیم معروف می باشد که در آن ولتاژ خروجی از حاصل ضرب ماتریس مدولاسیون در ولتاژ ورودی به دست می آید.

دو مشکل اساسی و اولیه در توسعه این نوع مبدل ها وجود داشت اولی کنترل کلیدهای دوطرفه استفاده شده در مبدل ماتریسی به گونه ای که هیچ گونه اضافه جریان و پیک های اضافه ولتاژ که می توانند نیمه هادی های قدرت را بسوزانند، وجود نداشته باشد خیلی مشکل بود. این مشکل با ارائه مقالاتی در زمینه استراتژی کموتاسیون چند مرحله ای برطرف شد.

مشکل دوم در گسترش مبدل های ماتریسی تعداد زیاد المان های قدرت جهت پیاده سازی کلیدهای دوطرفه بود این مشکل نیز امروزه با پیشرفت تئوری نیمه هادی ها و قرار دادن مدارات قدرت حتی در یک مدار مجتمع مرتفع شده است.

شامل 148 صفحه فایل pdf