طراحی و شبیهسازی مبدل DC/DC ترکیبی بهینه برای کاربردهای پیل سوختی
/محمد نویدی
تبریز : دانشگاه تبریز ، دانشکده برق وکامپیوتر
۱۲۶ص
چاپی
کارشناسی ارشد
برق قدرت
۱۳۹۱/۰۶/۰۱
تبریز : دانشگاه تبریز ، دانشکده برق وکامپیوتر
با گسترش روز افزون مصرف انرژی، نیاز به استفاده از انرژیهای نو برای تولید برق، اهمیت ویژهای پیدا کرده است .یکی از گزینههای اصلی در زمینهی انرژی-های نو، پیلهای سوختی هستند .بازده مناسب، عدم آلودگی صوتی و زیست محیطی، قابلیت اطمینان بالا و ساختار ساده از مزایای پیلهای سوختی میباشند .البته هزینه طراحی و ساخت پیلهای سوختی نسبتا بالا است که با گسترش استفاده از آنها میتوان هزینههای مربوطه را کاهش داد .یکی از مشکلات پیلهای سوختی، ولتاژ متغیر در خروجی به ازای تغییرات جریان کشیده شده از آن است .برای تعیین نقطه کار مشخص باید از مبدلصهای الکترونیک قدرت استفاده کرد .مبدلهای به کار رفته باید بر اساس نیازها و مشخصههای پیل سوختی، طراحی و مورد استفاده قرار گیرند .یکی از موارد مهم در رابطه با پیل سوختی، کشیده شدن جریان صاف از آن است .بنابراین در طراحی مبدلهای به کار رفته در پیلهای سوختی باید ریپل جریان کشیده شده در محدودهی مجاز قرار گیرد .از دیگر مشخصهصهای مبدلهای به کار رفته میتوان به بهرهی ولتاژ اشاره کرد .برای تولید ولتاژ بالا، به پیلهای سوختی با ابعاد بزرگ که هزینهی بالایی دارند نیاز است .برای کاهش ابعاد و هزینهها میتوان از مبدل-های با بهرهی ولتاژ بالاتر استفاده کرد .در فصل اول مقدمهای در ارتباط با ساختار و عملکرد پیلهای سوختی ارائه شده است و لزوم استفاده از مبدلهای الکترونیک قدرت برای اتصال پیل سوختی به شبکه مورد بررسی قرار گرفته است .در فصل دوم انواع مبدلهای dc/dc مطالعه شدهاند و مزایا و معایب آنها بررسی شدهاند .در فصل سوم مبدل ترکیبی پیشنهادی ارائه شده است و از لحاظ بهرهی ولتاژ، ریپل جریان و ولتاژ، استرس روی کلیدها و تلفات مورد مطالعه قرار گرفته است .روابط تئوری این مبدل در این فصل به دست آمده است .در فصل چهارم نتایج شبیهسازی مبدل پیشنهادی با مبدل بوست ورودی موازی خروجی شناور مقایسه شده است و مزایا و معایب آن مورد بررسی قرار گرفته است .مروری بر نتایج به دست آمده و پیشنهاداتی جهت ادامهی کار در فصل پنجم ذکر شده است
Renewable energy is one of the best options for electrical power generation. Fuel cells are one of the main choices in renewable energy. High efficiency, lack of noise and environmental pollution, high reliability and simple structure, are fuel cells advantages. ariable output voltage is one of the most important problems of fuel cells. In order to have an appropriate output voltage, power electronic converters are used. These converters are designed based on fuel cells demands and features. Input current ripple is one of the most important features of dc/dc converters which are used in fuel cell applications. In order to increase the lifetime of the fuel cells, this current ripple should be minimized.Voltage transfer gain is an important factor in dc/dc converters for fuel cell applications. High voltage and high power fuel cells are expensive. In order to reduce the costs, high voltage transfer gain dc/dc converter should be used.In chapter 1, an introduction to fuel cells is presented and the necessity of power electronics converters in fuel cell applications is investigated. In chapter 2, various dc/dc converters have been studied and their advantages and disadvantages have been investigated. In chapter 3, a hybrid dc/dc converter is presented and the parameters such as voltage transfer gain, current and voltage ripple, stress of switches and switching losses have been investigated. In chapter 4, simulation results of the proposed converter are compared with the floating output interleaved input boost converter. In chapter 5, conclusion and suggestions have been expressed