33003

شبيه سازي، طراحي و ساخت مبدل چنددرگاهي جهت تغذيه تجهيزات جانبي در حمل و نقل ريلي الكتريكي

كارشناسي ارشد

مهندسي راه آهن برقي

1400

1403/03/26

دكتر سيد سعيد فاضلي

دكتر سيد سعيد فاضلي

راه آهن

نياز به توسعۀ حمل‌ونقل وابسته به انرژي تجديدپذير، به‌عنوان يك ضرورت براي حفظ محيط ‌زيست و كاهش آلودگي هوا در شهرها، در عصر كنوني مطرح است. در اين راستا، ترموا به عنوان يك راه‌حل نوآورانه در حمل‌و‌نقل شهري، طرفداران بسياري را پيدا كرده است و همراه با رشد چشمگير الكترونيك قدرت در دهه‌هاي اخير و كاربرد روز افزون آن، مبدل‌هاي DC-DC نيز كاربرد و اهميت ويژه‌اي پيدا كرده اند از اين رو در اين پايان‌نامه يك مبدل DC-DC كه در مقياس كوچك به كمك پنل خورشيدي و تغذيۀ DC با توانايي راه اندازي يك موتور بدون جاروبك و لامپ ال‌اي‌دي پيشنهاد شده است. در ابتدا مروري كلي بر ساختارهاي ارائه شده براي مبدل‌هاي DC-DC چنددرگاهه، صورت گرفته است. در مطالعه‌هاي اخير، ويژگي‌هاي ساختاري مختلف اين مبدل‌ها ازجمله عملكرد افزاينده، كاهنده، قابليت انتقال توان دوطرفه، تعداد عناصر (كليدها و ديودهاي قدرت، سلف‌ها، خازن‌ها و ...) و بازدهي كلي مبدل مورد بررسي قرار گرفته است. با توجه به تحقيق‌ها و مطالعه‌هاي صورت گرفته، سعي شده كه يك ساختار مناسب طراحي شود كه از ويژگي‌هاي مختلف عملكرد قابل قبولي داشته باشد و در عمل نيز قابليت اجرايي شدن را داشته باشد. از مهم‌ترين نكاتي كه در طراحي پروژه به آن توجه شده است كاهش حجم مدار بوده است. در ادامه پروژه براي كنترل و بررسي دقيق‌تر سيستم مدلسازي رياضي ساختار پيشنهادي محاسبه و ارائه شده است. سپس جهت بررسي صحت عملكرد مبدل طراحي شده و روابط به دست آمده شبيه‌سازي سيستم مورد نظر در محيط نرم‌افزار PLECS و MATLAB انجام شده است و اصلاحاتي براي بهبود عملكرد مبدل با استفاده از نتايج شبيه‌سازي صورت گرفته است. در نهايت در اين پروژه يك مبدل چهار درگاهي LC اجرا شده است كه در مبدل دو عدد درگاه ورودي(صفحه خورشيدي و تغذيه DC) و دو عدد درگاه بار (موتور و ال اي دي) و به صورت يك مبدل يكپارچه به كار گرفته شده است. مدولاسيون پهناي باند و پيشبيني حالت مبدل و كنترلر PI براي اين ساختارِ الكترونيكِ قدرتِ پيشنهادي استفاده شده است. در نهايت كوشيده شده است كه با كمك‌گرفتن از ظرفيت‌هاي داخلي و خارجي بتوان يك مبدل DC-DC چند درگاهه با توان نامي 200 وات طراحي كرد.

1403/11/15

Simulation, design, and experiment of a multi-port converter to power axillary system in electric railway

6/15/2025 12:00:00 AM

In today's era, the development of transportation with the help of renewable energy is a necessity to preserve the environment and reduce air pollution in cities. In this regard, the tram has gained many popularities as an innovative solution in urban transportation. In this thesis, the construction of a DC-DC converter is discussed, which can start a brushless motor and LED lamp with the help of a solar panel or DC power supply on a small scale. At first, the characteristics of isolated, partly-isolated, and non-isolated DC-DC converters such as the number of semiconductors, efficiency and voltage conversion level have been investigated. In the next part, according to the introduced structures, a structure has been selected by examining conditions such as the number of semiconductors and the reliability of the converter and following the theoretical examination of the selected structure, including the type of ports, the switching modes of the circuit have been explained. In the next chapter, the selected components for the converter are investigated, and in next chapters, experimental results are compared. Finally, it has been tried to make a DC-DC converter with a rated power of 200 watts with the help of inner and outer capabilities.

مبدل چند درگاهي , پنل خورشيدي

Multi-port DC to DC converters , Solar Panel

Ali Reza Abasi

Seyed Saeed Fazel