12952

12952

طراحي و شبيه سازي مبدل هاي چند سطحي چند سلولي متوالي با منابع نامتقارن و ساخت نمونه آزمايشگاهي

كارشناسي ارشد

برق - قدرت

بهمن ماه 1392

بهمن ماه 1392

دكتر شولائي

چكيده افزايش روزافزون استفاده از موتورهاي الكتريكي و نياز به تغذيه آن¬ها با استفاده از اينورترهاي منبع ولتاژ، مطالعه دقيق كيفيت ولتاژ خروجي و نيز كاهش حجم تجهيزات مربوطه را مي¬طلبد. در اين مبدل¬ها، كنترل و فرمان كليدها براي داشتن خروجي ولتاژ در چند سطح و كاهش اعوجاج هارمونيكي در مشخصه ولتاژ خروجي آن از اهميت فراواني برخوردار است. در اين پژوهش، سعي شده تا با نگاهي گسترده بر تحقيقات قبلي، شناخت دقيقي از ساختارهاي معمول اينورترهاي چند سطحي سري و بررسي روش¬هاي كليدزني مرسوم آن¬ها انجام گيرد. براي دستيابي به تعداد سطوح ولتاژ بالاتر و كيفيت بهتر ولتاژ خروجي با حداقل تعداد منابع تغذيه، ساختار اينورترهاي منابع نامتقارن بررسي و براي كليدزني آن¬ها از سه نگاه تئوريكي، شبيه¬سازي و آزمايشگاهي مورد تحليل قرار گرفته است. در راستاي تحقق اين اهداف، براي ساختار متقارن اينورتر چند سطحي ابتدا روش¬هاي چند حاملي ممكن بررسي، شبيه¬سازي و با يكديگر مقايسه شده¬اند. در ساختارهاي نامتقارن روش¬هاي چند حاملي به علت كمبود كليدهاي فرمان¬پذير عملاً با مشكل روبرو بوده و اغلب فرمان براي كليدزني اين ساختار به صورت غير همزمان انجام مي¬شود. براي استفاده از مزيت كنترل¬پذيري روش چند حاملي در اين ساختار، روابطي از تركيب كليدزني¬ها پيشنهاد شده و با فرمان واحد¬هاي نامتقارن سري شده، بيشترين تعداد سطوح ولتاژ ايجاد مي¬گردد. در ادامه براي مدل¬سازي هر كدام از روابط كليدزني واحد¬هاي اينورتر نامتقارن، از معادلات سري فوريه دوگانه بهره گرفته شده است. همچنين براي اينورتر سري نامتقارن نمونه، محتواي هارمونيكي ولتاژ خروجي، در شاخص¬هاي مدولاسيون و فركانسي مختلف مورد تحليل قرار گرفته و براي روش¬هاي مختلف كليدزني اين شاخص¬ها با هم مقايسه شده¬اند. نتايج شبيه-سازي كه با نرم افزار MATLAB/Simulink انجام شده، نتايج حاصل از مدل¬سازي رياضي را تأييد مي¬كند. در نهايت نمونه آزمايشگاهي اينورتر نامتقارن ساخته شده و نتايج آن با شبيه-سازي مقايسه گرديده¬اند. مقايسه بين روش چند حاملي پيشنهادي با روش غير همزمان مرسوم بر روي سيستم نمونه، محتواي هارمونيكي تقريباً نزديك را نشان مي¬دهد كه روش چندحاملي به علت همزمان بودن براي اينورتر سري نامتقارن برتري نسبي دارد. واژه‌هاي كليدي: اينورتر چند سلولي نامتقارن، مدولاسيون پهناي پالس، چند حاملي.