فصل اول
اینورتر و روش­های کلیدزنی
 
در این فصل از پایان نامه آغاز مشخصه کنترلی نیمه هادی قدرت و کلیدزنی در مبدل­های dc به ac   مورد مطالعه قرار گرفته و بعد از آن روش کنترل جریان در محدوده­ی هیسترزیس و انواع تولید پراکنده صحبت خواهد گردید.
1-1– تاریخچه
با توسعه روز افزون شبکه­های قدرت در دنیا مباحثی از قبیل تبدیل انرژی، انرژی­های جدید،
کاربرد­های مختلف سیستم­های ساخت بشر و ارتباط این موردها با هم باعث شده تا موضوع مهندسی قدرت به عنوان یکی از شاخه­های بزرگ و برجسته در میان دریای علوم خود را تجلی کند. امروزه در اکثر جاهایی از دنیا که تمدنی وجود داشته باشد می­توان نفوذ شبکه­های قدرت را نظاره نمود. در سال 1948 اولین انقلاب الکترونیکی با اختراع ترانزیستور سیلیکونی به وقوع پیوست. بیشتر تکنولوژی­های الکترونیکی پیشرفته امروزی نتیجه آن اختراع می باشد. با گذشت سالها میکروالکترونیک مدرن از نیمه هادی سیلیکونی تکامل پیدا نمود و اختراعات بزرگ بعدی نیز به­دنبال آن در دنیای الکترونیک قدرت صورت گرفت. اما با ساخت تریستور­های تجاری توسط شرکت جنرال الکتریک دومین انقلاب در الکترونیک قدرت صورت گرفت و دور جدیدی در آن به وقوع پیوست و از آن موقع به بعد انواع مختلفی از نیمه­­هادی­های قدرت پدید آمد. این انقلاب باعث گردید که توان­های خیلی زیاد را با بازده بالا کنترل کرده و تغییر شکل دهیم. در سایه همبستگی میکروالکترونیک و الکترونیک قدرت، بسیاری از کاربرد­های بالقوه الکترونیک قدرت در حال شکوفا شدن هستند و این طریقه ادامه خواهد پیدا نمود.
موضوعات الکترونیک قدرت یکی از مهمترین شاخه­های این علم می­باشد. ادوات الکترونیک قدرت امروزه در انواع مختلف و برای کاربرد­های گوناگون ساخته شده­اند. از آن جمله می­توان به یکسو­سازها،
تنظیم­کننده­هاAC /AC ، چاپرها، اینورتر­ها، منابع تغذیه وغیره تصریح نمود. از این بین اینورتر­ها به عنوان یکی از مهمترین و پرکاربردترین ادوات مورد نظر می­باشد.
1-2- مشخصه­ کنترلی نیمه هادی­ها و مدارهای الکترونیک قدرت
با بهره گیری از مشخصه­ی کنترل عناصر نیمه­ هادی قدرت، می­توان با اعمال سیگنالهای کنترل به سر گیت تریستور­ها(به سر بیس ترانزیستور­های دو قطبی) می­توان آن­ها را بصورت یک کلید بکار گرفت. خروجی مطلوب با تغییر زمان هدایت این عناصر بدست می­آیند. هنگامی که یک عنصر نیمه هادی در حال هدایت می باشد، افت ولتاژ کوچکی دو سر عنصر اتفاق می­افتد، که این افت قابل چشم پوشی می­باشد.              حال با در نظر داشتن مشخصه کنترلی نیمه­هادی­ها، جهت کنترل توان الکتریکی یا تغییر توان، تبدیل توان الکتریکی از یک شکل به شکل دیگر بهره گیری می­گردد و مشخصات کلیدزنی عناصر قدرت اجازه چنین تبدیلاتی را می­دهد. مبدل­های استاتیک قدرت این تبدیلات توان را انجام می­دهند.                             یک مبدل را می­توان به عنوان یک آرایه کلیدزنی در نظر گرفت. مدار­های الکترونیک قدرت را
می­توان در شش گروه طبقه­بندی نمود

  • کلید­های استاتیک
  • مبدل­های ac به dc ( یکسوسازهای کنترل­شونده)
  • مبدل­های acبهac ( کنترل­کننده­­های ولتاژ ac )
  • مبدل­های dc به dc( چاپر­های dc)
  • مبدل­هایdc به ac( اینورتر)
  • یکسوساز­های دیودی

علی رغم این موردها ذکر گردیده در بالا هر کدام خود دارای بحث تخصصی جداگانه می­باشند. اما با در نظر داشتن موضوع این پایان نامه فقط به مطالعه مبدل­های dc به ac (اینورتر­ها) پرداخته می­گردد.
 
1-3- اینورتر
اینورترها یا مبدل­های dc به ac در ورودی به یک منبع ولتاژ یا منبع جریان dc متصل شده و در خروجی بار ac را تغذیه می­نمایند. به اظهار دیگر یک اینورتر، ولتاژ یا جریان dc را به ولتاژ یا جریان ac   تغییر داده و توان را از شبکه dc به بار یا شبکه ac منتقل می­کند. منبعdc ورودی می­تواند خروجی یک یکسوکننده، انواع باتری­ها، سلول­های خورشیدی(PV) یا پیل­های سوختی باشد. خروجی اینورتر
می­تواند تکفاز، سه فاز یا چند فاز باشد. دسته­بندی دیگر برای اینورترها رفتار در خروجی می باشد خروجی اینورتر می­تواند به صورت منبع ولتاژ باشد که به آن اینورتر منبع ولتاژ [1](VSI) گفته می­گردد، البته خروجی اینورتر می­تواند به صورت منبع جریان هم باشد که بعنوان اینورتر منبع جریان(CSI)[2] شناخته می­گردد.
ولتاژ دو سر کلیدهای نیمه هادی مورد بهره گیری در اینورترهای منبع ولتاژ همواره مثبت بوده و پس نیمه هادی­های با قابلیت تحمل ولتاژ مستقیم مانند GTO، BJT،IGBT ،,MOSFET IGCT مناسب می­باشند. در این نوع اینورتر با هر سوئیچ نیمه هادی یک دیود موازی معکوس برای عبور جریان معکوس قرار داده می­گردد.
در اینورترهای منبع جریان المانهای نیمه هادی بایستی قابلیت تحمل ولتاژ معکوس را نیز داشته باشند. پس از المان­هایی نظیر BJT، IGBT،MOSFE IGCT, به تنهایی نمی­توان در این نوع اینورتر بهره گیری نمود بلکه بایستی با هر سوئیچ یک دیود سری نمود تا مجموعه­ی سوئیچ و دیود قابلیت تحمل ولتاژ مستقیم و معکوس را داشته باشد. می­دانیم برای تغذیه­ی یک اینورتر منبع جریان می­تواند یک منبع ولتاژ dc را با یک سلف بزرگ سری نمود تا تبدیل به منبع جریان dc گردد.
انواع توپولوژی­های مدار قدرت مورد بهره گیری در اینورترها عبارتند از:

  • اینورتر نیم پل تکفاز از نوع منبع ولتاژ (VSI)
  • اینورتر تمام پل تکفاز از نوع منبع ولتاژ (VSI)
  • اینورتر پل سه فاز از نوع منبع ولتاژ (VSI)
  • اینورتر پل سه فاز از نوع منبع جریان (CSI)
  • اینورتر چند سطحی
  • اینورتر رزونانسی
  • اینورتر با کلیدزنی نرم
  • اینورتر­های پوش پول
این مطلب رو هم توصیه می کنم بخونین:   سمینار ارشد مهندسی برق قدرت: جایابی بهینه DG با هدف کاهش تلفات توان و بهود رگولاسیون ولتاژ

با در نظر داشتن روش کلیدزنی انتخابی برای اینورتر، شکل موج ولتاژ یا جریان خروجی می­تواند به شکل مربعی، شبه مربعی، پله­ای، پالس­های PWM یا سینوسی باشد. دسته­بندی دیگر نوع کموتاسیون(اجباری یا طبیعی) سوئیچ­های اینورتر می­باشد. دسته­بندی دیگر اینورترها بر اساس ثابت یا قابل تنظیم بودن فرکانس خروجی و ولتاژ خروجی می باشد.به عنوان مثال برای تنظیم سرعت یک موتور سنکرون یا آسنکرون معمولا از اینورتر با فرکانس قابل تنظیم بهره گیری می­گردد که البته تغییر دادن فرکانس به تنهایی صحیح نیست بلکه بایستی ولتاژ را هم متناسب با آن عوض کرد تا ماشین اشباع نگردد. مورد بهره گیری دیگر اینورترها در ساخت UPS می­باشد که به عنوان یک منبع تغذیه بدون وقفه بوده با ولتاژ و فرکانس ثابت بوده و جهت تغذیه وسایل حساس مانند کامپیوتر و تجهیزات پزشکی و غیره بهره گیری فراوانی دارد. از موردها دیگر بهره گیری اینورتر در کوره های القایی می­باشد. در این کوره­­ها از یک سیم پیچی پیچیده شده بر روی یک هسته آهنی، جریان با فرکانس بالا عبور می­نماید که به دلیل تلفات فوکو گرمای زیادی بر روی هسته آهنی ایجاد می­گردد.
[1] Voltage source inverter (VSI)
[2] Current source inverter  (CSI)
***ممکن می باشد هنگام انتقال از فایل اصلی به داخل سایت بعضی متون به هم بریزد یا بعضی نمادها و اشکال درج نشود اما در فایل دانلودی همه چیز مرتب و کامل و با فرمت ورد موجود می باشد***

متن کامل را می توانید دانلود نمائید

زیرا فقط تکه هایی از متن پایان نامه در این صفحه درج شده (به گونه نمونه)

اما در فایل دانلودی متن کامل پایان نامه

 با فرمت ورد word که قابل ویرایش و کپی کردن می باشند

موجود می باشد

تعداد صفحه :67

قیمت : 14700 تومان

***

—-

دسته‌ها: مهندسی برق