عنوان

اکتیو فیلتر مبتنی بر مبدل‌های ماتریسی

‭۸۳۷۱پ‬

per

اکتیو فیلتر مبتنی بر مبدل‌های ماتریسی

/علی آقابیگی هریس

تبریز: دانشگاه تبریز، دانشکده برق

چاپی

کارشناسی ارشد

برق- قدرت

‮‭۱۳۹۰/۰۶/۱۴‬

تبریز: دانشگاه تبریز، دانشکده برق

در این پایان‌نامه ساختارهایی جدیدی برای فیلترهای اکتیو ارائه خواهد شد که مبتنی بر استفاده از مبدل‌های ماتریسی می‌باشد.زمانی که ادوات الکترونیک قدرت برای کنترل ولتاژ یا جریان ‮‭ac‬ و یا تبدیل به فرکانس‌های دیگر من جمله ‮‭dc‬ معرفی شدند سیستم‌های الکتریکی با مقادیر زیادی از بارهای غیرخطی مواجه شدند .امروزه این قطعات علاوه بر افزایش بازده سیستم‌های قدرت، انعطاف و قابلیت اطمینان سیستم را نیز می‌افزایند .با افزایش روز افزون استفاده از مبدل‌های قدرت، مساله هارمونیک در سیستم‌های قدرت به مساله‌ای جدی بدل گردیده است که می‌توان از آن به آلودگی هارمونیکی یاد کرد .همه‌ی مصائب موجود هارمونیک‌ها در سیستم‌های قدرت، پژوهشگران را از دهه‌ی ‮‭۶۰‬ میلادی به مطالعه، فهم و دستیابی به راهکارهایی در جهت حذف این هارمونیک‌ها مجبور ساخته است.مجموعه‌ی گسترده‌ای از تجهیزات برای افزایش کیفیت توان معرفی شده‌اند .از جمله اولین راهکارهای ارائه شده برای حل این مساله استفاده از فیلترهای پسیو می‌باشد .از مزایای این فیلترها به سادگی، کم هزینه بودن، تعمیر و نگهداری آسان آن‌ها اشاره کرد در مقابل تاثیرگذاری بر امپدانس منبع در مشخصه‌های فیلترینگ و عدم هم‌خوانی مشخصه‌های فیلترینگ با گذشت زمان در اثر تغییرات مداوم بار از جمله معایب استفاده از این فیلترها می‌باشد .بعلت چنین مشکلاتی رویکرد محققین به طرف فیلترهایی معطوف شد که قابلیت سازگاری با سیستم و تغییرات بار را داشته باشند که تحت عنوان فیلترهای اکتیو یاد می‌شوند.فیلترهای اکتیو را می‌توان به سه قسم تقسیم کرد :فیلترهای اکتیو سری، موازی و اونیورسال .فیلترهای اکتیو سری برای حذف هارمونیک‌های ولتاژ بکار می‌روند و بصورت سری با خط و بار قرار می‌گیرند و فیلترهای اکتیو موازی برای برطرف کردن هارمونیک‌های جریان بکار می‌روند و بصورت موازی با بار یا منبع قرار می‌گیرند و فیلترهای اکتیو اونیورسال مجموعه‌ای از قابلیت‌های فیلترهای اکتیو سری و موازی را دارا می‌باشندآشکارسازی موج رفرنس و جبران‌سازی آن برای کنترل فیلترهای اکتیو مهم می‌باشد .از جمله روش‌های ارائه شده در بحث فیلترهای اکتیو به تئوری توان لحظه‌ای آکاگی می‌توان اشاره کرد که فیلترهای اکتیو را از تئوری به اجرا تبدیل کرد .تاکنون روش‌های بسیاری برای ایجاد موج رفرنس برای فیلترهای اکتیو معرفی شده‌اند که از این روش‌ها می‌توان به روش‌های زیر اشاره کردتوپولوژی‌های متعددی برای فیلترهای اکتیو معرفی شده است ولی غالب توپولوژی‌ها از خازن لینک ‮‭dc‬ برای حذف هارمونیک‌ها استفاده می‌کنند .ولتاژ روی خازن عموما چندین برابر ولتاژ شبکه انتخاب می‌شود بدین دلیل شارژ خازن و مساله عایقی فیلتر را دشوار می‌سازد .مسلما توپولوژی‌هایی که فاقد لینک ‮‭dc‬ خازنی باشند دارای مزیت بیشتری هستند.مبدل‌های ماتریسی از جمله مبدل‌های الکترونیک قدرت می‌باشند که نحوه‌ی اتصال ورودی به خروجی به واسطه‌ی کلیدهای قدرت می‌باشد .مبدل‌های ماتریسی در توپولوژی خود دارای عناصر ذخیره کننده انرژی از جمله خازن نیستند و دارای توپولوژی های متنوعی از جمله ‮‭۹‬ کلید، لینک ‮‭dc‬ مجازی و ... می باشد .از اینرو استفاده از مبدل‌های ماتریسی به عنوان یک فیلتر اکتیو موازی می‌تواند مشکلات استفاده از خازن لینک ‮‭dc‬ را مرتفع سازد .مساله‌ای که معمولا در مبدل‌های ماتریسی مطرح می‌شود ضریب بهره‌ی مبدل می‌باشد که عامل مهمی برای کاهش کاربرد مبدل‌های ماتریسی در صنعت می‌باشددر پایاننامه حاضر نحوه‌ی استفاده از مبدل ماتریسی به عنوان یک فیلتر اکتیو موازی بررسی شده ابتدا با یکی از روش‌های مرسوم جریان رفرنس جبران‌سازی محاسبه شده و با استفاده از روش کنترلی مناسبی ضریب بهره‌ی مبدل ماتریسی افزایش داده می‌شود تا بتواند بصورت اکتیو با بار موج جریان رفرنس را ایجاد کند .در نهایت نتایج حاصل از شبیه‌سازی‌ها ارائه خواهد شد و میزان کارآیی مبدل ماتریسی به عنوان یک فیلتر اکتیو بررسی خواهد شدبا بررسی های انجام گرفته با توجه به اینکه ایده مطرح شده برای اولین بار در سطح جهان می باشد این که امکان ساخت نیز از نظر عملی امکان پذیر باشد در حال حاضر غیر قابل پیش بینی می باشد .بنابراین در صورت عملی بودن و فراهم شدن شرایط و امکانات مورد نیاز این امکان وجود دارد که یک نمونه عملی در رنج آزمایشگاهی نیز طراحی و ساخته شود

آقابیگی هریس، علی

سیاه و سفید

نمایه‌سازی قبلی