15082

15082

مدل‌سازي و شبيه‌سازي سيستم حرارت القايي با اينورتر منبع ولتاژ

كارشناسي ارشد

قدرت

مهر ماه1394

مهر ماه1394

دكتر عباس شولائي

برق

چكيده امروزه كوره‌هاي القايي به‌صورت گسترده در صنايع سنگين و سبك استفاده مي‌شوند و كوره‌هاي سوخت فسيلي به‌سرعت جاي خود را به كوره‌هاي القايي مي‌دهند.در اينورتر تشديد با توجه به پديده تشديد، توان بالا در فركانس بالا به كوره تحويل داده مي‌شود. در اين پروژه يك اينورتر تشديد منبع ولتاژ در محدوده تواني 10 كيلو‌وات و فركانس 10 كيلو‌هرتز جهت تغذيه‌ي يك بار تشديد سري ساخته شده است. هم‌چنينجهتتأمينولتاژ كنترل‌شده براي اينورتر، مبدل يكسوساز تمام تريستوري منبع ولتاژ نيز ساخته شده است. در اين پروژه بار كوره القايي به‌صورت يك بار مقاومتي-سلفي مدل مي‌شود. اين امپدانس به عواملي از جمله هندسه پيچك و قطعه كار وابسته است. روش صحيح محاسبه چگالي شار مغناطيسي يك پيچك هسته هوايي با طول كوتاه واثر قطعه كار غير مغناطيسي با ابعاد متفاوت روي چگالي شار فاصله هوايي از جمله مواردي هستند كه به آن‌ها در حوزه مغناطيسي پرداخته شده است. روابط به‌دست‌آمده از تحليل رياضي با استفاده از تحليل اجزاي محدود در نرم‌افزار Maxwel2Dصحت سنجي شده است. در اينورتر تشديد منبع ولتاژ، فركانس كليدزني كمي بيشتر از فركانس تشديد انتخاب مي‌شود. مباحثي چون عدم اطمينان از كار در فركانس تشديد، تداخل مغناطيسي و كليدزني نرم بر اين انتخاب اثر گذاشته‌اند. مقدار زمان مرده بين روشن و خاموش شدن كليد‌هاي يك ساق و زاويه اختلاف فاز جريان و ولتاژ خروجي اينورتر از مهم‌ترينمؤلفه‌ها در كليد‌زني نرم هستند. بنابراين وجود يك حلقه كنترلي قفل فاز جهت تضمين كليد‌زني نرم ضروري است. در اين پروژه يك حلقه قفل فركانس تشديد به‌صورتنرم‌افزاري طراحي و در عمل پياده‌سازي شده است. يكسوساز‌هاي ديودي، تريستوري وديودي-چاپري وظيفه تأمين توان براي اينورتر تشديد را بر عهده دارند كه دو مورد اخير علاوه بر اين ويژگي يك درجه آزادي براي كنترل ولتاژ ورودي اينورتر به سيستم اضافه مي‌كنند. روش چگالي پالس به‌عنوان روشي مبتني بر اينورتر، توان خروجي را به‌صورتپله‌اي در فركانس نزديك تشديد كنترل مي‌كند. از طرفي يكسوساز‌هاي ديودي و تريستوري منبع ولتاژ طيف هارمونيكي قابل‌توجهي را به شبكه تزريق مي‌كنند. تمام مواردذكرشده در اين بند به غير از يكسوساز ديودي به همراه چاپر، دردو بستر شبيه‌سازينرم‌افزارMatlabو آزمايشگاهي بررسي شده‌اند. مدل‌سازي اينورتر و مبدل باك با روش ميانگين صورت گرفته است. همچنين يك مدل ساده از اينورتر تشديد منبع ولتاژ نيز ارائه شده است. مدل ارائه شده جهت كنترل ولتاژ ورودي اينورتر در حوزه كنترل خطي مفيد است. واژه‌هاي كليدي:پيچك مغناطيسي كوتاه، گرمايش القايي، اينورتر تشديد منبع ولتاژ، كليدزني نرم، يكسوساز تريستوري منبع ولتاژ