عنوان

طراحی و پیاده‌سازی یک مبدل DC-DC فوق افزاینده غیر ایزوله مبتنی‌بر شبکه‌های امپدانسی مناسب برای سیستم‌های خورشیدی

Number

۴۹۷۰پ

.Language of Text, Soundtrack etc

فارسی

Title Proper

طراحی و پیاده‌سازی یک مبدل DC-DC فوق افزاینده غیر ایزوله مبتنی‌بر شبکه‌های امپدانسی مناسب برای سیستم‌های خورشیدی

General Material Designation

[پایان نامه]

First Statement of Responsibility

امیر قربانی اسفهلان

Name of Publisher, Distributor, etc.

صنعتی سهند

Date of Publication, Distribution, etc.

۱۴۰۱

Specific Material Designation and Extent of Item

۱۰۷ص.

Other Physical Details

مصور، جدول، نمودار

Accompanying Material

CD

Dissertation or thesis details and type of degree

کارشناسی ارشد

Discipline of degree

مهندسی برق- الکترونیک قدرت و ماشین‌های الکتریکی

Date of degree

۱۴۰۱/۰۶/۰۱

Text of Note

امروزه، مبدل¬های DC-DC فوق افزاینده به عنوان ادوات واسط بین منابع انرژی تجدیدپذیر (مانند انرژی خورشیدی) و مصرف¬کننده¬های انرژی عمل می‌کنند. اهداف اصلی طراحی ساختارهای جدید برای این مبدل¬ها عبارتند از قابلیت تولید بهره ولتاژ بالا، بکارگیری تعداد عناصر کاهش‌یافته و تنش پایین روی ادوات. در این پایان¬نامه، سه ساختار غیر ایزوله بهبودیافته با قابلیت فوق افزایندگی پیشنهاد شده‌اند که مبتنی‌بر ترکیب مبدل بوست مرتبه دوم با سلول¬های امپدانسی و شبکه کلیدزنی خازنی (نوع خاصی از شبکه امپدانسی) هستند. اصول عملکرد هر یک از ساختارهای پیشنهادی به همراه تحلیل‌های حالت دائمی بطورکامل ارائه شده و پارامترهای اساسی هر کدام از قبیل بهره ولتاژ و تنش ولتاژ روی ادوات کلیدزنی به طور مفصل محاسبه و ارائه شده است. به منظور ارزیابی قابلیت رقابت‌پذیری ساختارهای پیشنهادی با سایر ساختارهای مشابه، مقایسه‌های نسبتاً جامعی از دیدگاه‌های مختلف صورت گرفته و نتایج در قالب جداول و منحنی¬ها نشان داده شده‌اند. نتایج تحلیل‌های مقایسه‌ای انجام گرفته نشان از برتری ساختارهای پیشنهادی نسبت به سایر همتایان خود دارد. قابلیت ردیابی نقطه بیشینه توان در کاربردهای فتوولتائیک برای یکی از مبدل¬های پیشنهادی توسط نرم¬افزار PSCAD/EMTDC مورد ارزیابی و مورد تأیید قرار گرفته است. به منظور کسب اطمینان از صحت روابط نظری ارائه شده، هر سه ساختار پیشنهادی در محیط نرم‌افزار PSCAD/EMTDC شبیه¬سازی شده و شکل¬ موج¬های حاصل ارائه گردیده است. رابطه بهره ولتاژ برای حالت واقعی (با احتساب عناصر تلفاتی) نیز محاسبه و ارائه شده‌اند. صحت عملکرد ساختارهای پیشنهادی دوم و سوم، از طریق طراحی و پیاده‌سازی نمونه‌های آزمایشگاهی و اخذ نتایج عملی مورد تأیید قرار گرفته است. در فصل پایانی، هر سه ساختار پیشنهادی با هم مقایسه شده و پیشنهادات لازم برای ادامه روند تحقیق ارائه شده¬اند.

Text of Note

Nowadays, Ultra-gain DC-DC converters act as interface devices between renewable energy sources (such as solar energy) and energy consumers. The main goals of designing new structures for these converters are the ability to produce high voltage gain, use of reduced number of elements and low stress on devices. In this thesis, three improved non-isolated structures with ultra-high voltage boosting capability are proposed, which are based on the combination of second-order boost converter with impedance (Z) cells and switched-capacitor network (a special type of impedance network). The operational principles of each of the proposed structures are fully presented along with the steady state analysis, and the basic parameters of each converter such as voltage gain and voltage stress on the switching devices are calculated and presented in detail. In order to evaluate the competitiveness of the proposed structures with other similar structures, relatively comprehensive comparisons have been conducted from different perspectives and the results have been shown in the form of tables and curves. The results of the comparative analysis show the superiority of the proposed structures over other counterparts. The ability to track the maximum power point (MPPT) in photovoltaic applications for one of the proposed converters has been evaluated and confirmed by simulations done in PSCAD/EMTDC software. In order to ensure the correctness of the presented theoretical relationships, all three proposed structures have been simulated in the PSCAD/EMTDC software environment and the resulted waveforms have been presented. The voltage gain relationship for the real condition (including parasitic lossy elements) is also calculated and presented. The correct performance of the second and third proposed structures has been confirmed through the experimental results obtained from designed and implemented laboratory-scaled prototypes. In the final chapter, all three proposed structures are compared and the necessary suggestions are presented to continue the research process.

Variant Title

Design and Implementation of a Non-isolated High Step-Up DC-DC Converter Based on Impedance networks, Suitable for Solar Systems

مبدل DC-DC بهره بالا

کلیدزنی خازنی

ردیابی توان بیشینه

انرژی خورشیدی

Subject Term

مبدل DC-DC بهره بالا، کلیدزنی خازنی، ردیابی توان بیشینه، انرژی خورشیدی، تنش ولتاژ

Subject Term

High-gain DC-DC converters, Switched capacitor, Maximum power point tracking, solar energy, Voltage stress

قربانی اسفهلان، امیر

Entry Element

وارثی

Entry Element

مددی کجابادی

Part of Name Other than Entry Element

، کاظم

Part of Name Other than Entry Element

، حسین

Relator Code

استاد راهنما

Relator Code

استاد مشاور

Entry Element

صنعتی سهند

Country

ایران

Agency

دانشگاه صنعتی سهند

Call Number

برق، ۱۰۷۵۸، ۱۴۰۱

p

TF

92029

a

Y