تحلیل و شبیهسازی ساختار بهبود یافته برای مبدل منبع امپدانسی فوق افزاینده با سیمپیچهای تزویج
up impedance network converter based on coupled inductors -Analysis and simulation of improved high step
/داریوش علیزاده
: مهندسی برق و کامپیوتر
، ۱۳۹۸
، افشاری
۸۴ص
چاپی - الکترونیکی
کارشناسی ارشد
برق قدرت
۱۳۹۸/۱۰/۱۷
تبریز
الکترونیک قدرت تلفیقی از قدرت، کنترل و الکترونیک میباشد .قدرت، تجهیزات قدرت استاتیک و دوار را که در تولید، انتقال و توزیع توان الکتریکی به کار گرفته میشوند را بررسی میکند .الکترونیک، مدارهای پردازشگر را بررسی میکند و کنترل به بررسی مشخصههای دینامیک و حالت پایدار سیستمهای با حلقه بسته میپردازد .المانهای ساخته شده از نیمههادیها مانند دیود، تریستور، تریاک و ترانزیستور اساس ساختار مبدلهای الکترونیک قدرت را تشکیل میدهند .مبدلهای الکترونیک قدرت کاربردهای زیادی را در صنعت و زندگی روزمره به خود اختصاص دادهاند که روزانه شاهد رشد هر چه بیشتر آنها میباشیم .مبدلهای الکترونیک قدرت خانوادهای از مدارهای الکتریکی میباشند که انرژی الکتریکی را از یک سطح از ولتاژ یا جریان و یا فرکانس به سطحی دیگر با استفاده از کلیدهای قدرت تبدیل میکنند .مبدلهای الکترونیک قدرت همیشه یک واسط بین تولیدکننده و مصرفکننده انرژی هستند .یکی از ادوات واسط که در سالهای اخیر توجههای زیادی را به خود جلب کرده است، مبدلهای منبع امپدانسی هستند .این مبدلها ابتدا به صورت اینورتر معرفی شدند ولی به سرعت به انواع دیگر مبدلهای الکترونیک قدرت توسعه داده شدند .مبدل منبع امپدانسی مرسوم بر خلاف مبدلهای منبع ولتاژ و منبع جریان، علاوه بر غلبه بر مشکل اتصال کوتاه شدن و یا مدار باز شدن کلیدهای واقع شده بر روی یک ساق، سطح ولتاژ ورودی را در یک مرحله افزایش میدهد .این مبدل در مقابل افزایش ولتاژ دارای معایبی از جمله تنش بالای ولتاژ دو سر المانهای غیرفعال، جریان ورودی ناپیوسته و عدم وجود زمین مشترک در بین ورودی و خروجی است .اگرچه در سالیان اخیر مبدلهای منبع امپدانسی گوناگونی برای حل مشکلات مبدل منبع امپدانسی اولیه ارائه شده است، اما در این میان سه مشکل اساسی به چشم میخورد که عبارتند از :پایین بودن بهره ولتاژ تولیدی، حساسیت بالای بهرهی ولتاژ نسبت به تغییرات جزئی چرخهی کاری و تلفات بالا .یکی از راه کارهای موثر برای حل مشکلات ذکر شده و به خصوص افزایش بهره ولتاژ مبدل، استفاده از سلف تزویج در شبکه امپدانسی است که به مبدلهای منبع امپدانسی مبتنی بر سلف تزویج مشهور هستند .طبق مطالعات انجام شده در این زمینه، در این پایاننامه ساختارهایی از مبدلهایDC - DCمنبع امپدانسی فوق افزاینده مبتنی بر سلف تزویج پیشنهاد میشود که دارای ویژگیهای از جمله بهرهی ولتاژ بالا، جریان ورودی پیوسته، دارا بودن زمین مشترک، تنش ولتاژ پایین در دو سر المانهای غیرفعال، حساسیت پایین بهرهی ولتاژ نسبت به تغییرات چرخهی کاری و بازده بالا میباشند .مبدلهای پیشنهادی در مدهای کاری مختلف تحلیل و بررسی شده و بعد از به دست آمدن روابط مهم، آنها با مبدلهای فوق افزاینده مشابه مقایسه میشود .برای تایید روابط تئوری محاسبه شده، مبدلهای پیشنهادی در محیط نرمافزارEMTDC - PSCADشبیهسازی میشوند .هم چنین برای نشان دادن قابلیت و عملی بودن این ساختارها، یک نمونه آزمایشگاهی از مبدلهای پیشنهادی ارائه میشود
source converters. In order to validate the calculated theoretical relationships, the proposed converters are simulated in the PSCAD/EMTDC software environment. Also, to show the capability and practicality of these topologies, a laboratory prototype of proposed converters is provided -DC Z-up DC-inductor is proposed which have features such as high voltage gain, continuous input current, having a common ground, low voltage stress on passive elements, low voltage gain sensitivity to duty cycle changes and high efficiency. The proposed converters are analyzed in different operating modes and after obtaining important relationships, they are compared with similar high step-source converter based coupled-DC Z-up DC-source converter based on coupled inductor. According to studies in this field, in this thesis, topologies of high step-source converter but in the meantime there are three major problems such as low output voltage gain, high voltage gain sensitivity to minor duty cycle changes and high losses. One of the effective ways to solve the above problems and specially to increase the voltage gain of the converter is to utilizing the coupled inductor in the impedance network, which are known as the Z-source converters have been proposed to solve the problems of the conventional Z-stage. This converter against high voltage gain has some disadvantages such as, high voltage stress of passive elements, discontinuous input current and lack of common ground between input and output. Although, in recent years several Z-circuiting the switches located on one leg, it increased the input voltage level in single-circuiting or short-source converter Unlike the voltage and current source converters, in addition to overcoming the problem of open-Power electronics is a combination of power, control and electronics. Static and rotary power equipment used in the production, transmission and distribution of electrical power is examined by power. Electronic examins processor circuits and control check into Dynamic and steady state characteristics of closed loop systems. Semiconductor elements such as diodes, thyristors, triac and transistors form the basis of the structure of power electronic converters. Power electronic converters have gained in many applications of the industry and everyday life, and we are seeing them grow more and more every day. Electronic power converters are a family of electrical circuits that convert electrical energy from one level of voltage or current or frequency to another using silicon power switches. Power electronic converters are always an interface between the generator and the energy consumer. One of the interface devices that has received much attention in recent years are impedance source converters. These converters were first introduced as inverters but were quickly expanded to other types of power electronic converters. Conventional Z
up impedance network converter based on coupled inductors -Analysis and simulation of improved high step