بررسی و شبیه سازی مبدل های غیر مستقیم ماتریسی با یک ورودی و دو خروجی

A Compact Three-Phase Single-Input/Dual-Output

Matrix Converter

Abstract—This paper presents a novel matrix converter with one ac input and two ac outputs. The presented topology is based on the traditional indirect matrix converter, but with its rear-end six-switch inverter replaced by a compact nine-switch inverter. With only three extra switches added, the proposed converter can produce two sets of three-phase ac outputs, whose amplitudes, frequencies, and phases can appropriately be regulated. Features such as sinusoidal input and outputs, unity input power factor and minimum commutation count are all retained by the proposed topology, despite having an additional output. Its modulation is realized by the computationally less intensive carrier-based method, whose unique carrier requirements can easily be managed within a programmable logic device. Mathematical proof for validating sinusoidal input and outputs achieved by this modulation technique is also discussed, before being verified in simulation and experimentally, together with other findings.

عنوان مقاله به فارسی

مبدل های غیر مستقیم ماتریسی  با یک ورودی و دو خروجی

1-  مقدمه:

 همانطور که می‌دانیم امروزه مبدل‌هایac-ac در تمام زمینه‌ها کاربرد دارد از درایو‌های موتور‌ها با دور متغییر گرفته تا توربین‌های بادی و بسیاری از جاهای دیگر. در میان تمان توپولوژی‌های ارائه شده ، کانورتر های Back to Back  که شامل 2 اینورتر منبع ولتاژی و یک لینک DC هستند بسیار رایج اند. مشکل اصلی این مبدل‌ها وجود یک لینک DC حجیم و بزرگ در آنها است که کاربرد آن فیلتر کردن و تامین انرژی کوتاه مدت مبدل است. مشکل دیگر این مبدل‌ها احتیاج به اندوکتانس‌های بزرگ(2 دسته اندوکتانس) برای موارد استفاده ی 3 فاز است که می‌تواند حجم این مبدل را به شدت افزایش دهد....

جهت خرید ترجمه و شبیه سازی این مقاله با شماره 09135771007 تماس حاصل نمایید.

روش راه اندازی الکتروموتورها و الکتروپمپ ها - مستقیم و ستاره مثلث

تابلو الکتروموتور و پمپ (راه اندازی الکتروموتورها و الکتروپمپ ها)

اولین مسئله ای که ما باید در مورد الکترو موتورها بفهمیم ،اطلاعاتی مانند:
توان موتور، جریان نامی، ولتاژ، نحوه ی اتصال (ستاره - مثلث - مستقیم)، تعداد دور در دقیقه، که تمامی این اطلاعات روی پلاک حک شده است. مهمترین مورد برای الکترو موتور توان موتور (P) که به KW میباشد، که با داشتن این مطلب میتوانیم تمامی لوازم مورد نیاز برای راه اندازی موتور را محاسبه کنیم

*نکته: در طراحی تابلو برق ما به روشهای مختلف میتوانیم قطعات لازم راانتخاب کنیم که ما در کل این مجموعه حداقل را در نظر میگیریم چون به هر روش که انجام دهیم، طراحی به چند چیز وابسته است.
اصول و عوامل مهم در طراحی:

1- ایمنی: در انتخاب لوازم و طراحی مدارات فرمان و نحوه ی عملکرد سیستم باید ایمنی رعایت شود.

2- کارکرد عملی: یعنی در هر روشی باید یک خروجی مساوی داشته باشیم و تمامی خواسته هایمان برآورده شود.(نتیجه تغییر نکند)

3- صرفه ی اقتصادی: هر سیستمی نسبت به حساسیت آن مجموعه با قیمتهای متفاوت طراحی میشوند.

مثلا کنتاکتوری که برای دستگاه CNC استفاده میشود، چون دستگاه بسیار حساس و گران قیمت می باشد باید از جنسهای مرغوب و مارکهای معتبر باشد.

*نکته: مهمترین نکته در مورد لوازمی مثل کنتاکتور ، عمر کنتاکت آن است که به تعداد قطع و وصل شدن زیر بار میگویند. مثلا "یک میلیون بار قطع و وصل"

4- خطاهای انسانی: در هر سیستمی باید سعی کنیم، کوچکترین احتمال خطا و سهل انگاری که از کاربر و یا اپراتور سر می زند را در نظر بگیریم.

تابلوهای راه اندازی الکتروموتور ها و الکترو پمپ ها را به سه دسته تقسیم می کنیم:

۱ـ راه اندازی اتصال مستقیم

متداول ترین نوع راه اندازی است و برای الکتروموتورهای تکفاز و سه فاز با توان کمتر از ۱۱ کیلو وات مورد استفاده قرار می گیرد.

- قطعات لازم برای موتورهای تک فاز

1- فیوز محافظ (میتواند فیوز کاردی، مینیاتوری، کلید حرارتی و... باشد)
2- کنتاکتور
3- بی متال (در مواردی که کلید حرارتی وجود دارد، نیازی به بی متال نیست) برای موتورهای تک فاز سه مورد بالا و برای موتورهای سه فاز کنترل فاز هم استفاده میشود.

- قطعات لازم برای موتورهای سه فاز تک ضرب :

1- فیوز محافظ (میتواند فیوز کاردی، مینیاتوری، کلید حرارتی و... باشد)
2- کنتاکتور
3- بی متال
4- کنترل فاز

**فرمول کاربردی: محاسبه ی جریان برای موتور برای تعیین توان، آمپر، ولتاژ:

بی متال - کنتاکتور - کلید محافظ

P = I * V * 1.73 * cosφ

P توان موتور به KW
I جریان مصرفی به A
V ولتاژ موتور به V
Cosφ حدودا بین 0.7 – 0.9 میباشد.

نکته:
1- کلید محافظ بسته به نوع و کارکرد موتور، معمولا از 1.5 تا 2 برابر جریان موتور، بالاتر گرفته میشود.

- در استاندارد امریکا (AWG): فیوز تندکار (مانند مینیاتوری) 3 برابر جریان نامی موتور فیوز کندکار (ذوب شونده) 1.7 برابر جریان نامی موتور

2- به طور کلی اگر به روشهای فرمولی، محاسبه میکنید احتمال کمی تفاوت با جدول وجود دارد که میتواند به خاطر دلایل زیر باشد:

- کسینوس فی - جریان اولیه و راه انداز موتورها (درمصارف مختلف جریانها فرق میکنند) - نوسان ولتاژ - دور موتور – ولتاژی که در جدول محاسبه شده ( 400 یا 380) و...

3- کنتاکتور را به علت کارکرد بالا (قطع و وصل زیاد) باید حتی المقدور 1.5 تا 2 رنج نسبت به نوع کارکرد و تعداد ضربات آن بالاتر در نظر گرفت.

 
۲ـ راه اندازی  ستاره - مثلث

همانطور که میدانید این روش، برای کم کردن جریان راه انداز موتورهای با قدرت بالا استفاده میشود. که ابتدا موتور به حالت ستاره شروع بکار میکند و پس از رسیدن به دور نامی خود ، به حالت مثلث در می آید.

- برای مشخص شدن این نوع اتصال باید به پلاک موتور توجه کرد.

~220/380 بصورت ستاره - مثلث
~380/660 بصورت ستاره - مثلث
~380 بصورت ستاره - مثلث
~660 بصورت ستاره - مثلث

موتورهای ستاره - مثلث

 - قطعات لازم برای موتورهای ستاره - مثلث (کنتاکتوری) :

1- فیوز محافظ (میتواند فیوز کاردی، مینیاتوری، کلید حرارتی و ... باشد)
2- کنتاکتور 3 عدد
3- بی متال
4- کنترل فاز
5- تایمر

 

 

** نکات مورد توجه در ستاره - مثلث:

1- بهتر است برای محافظت، از کلید حرارتی (برای حفاظت کل مدار)، و هم بیمتال، (برای حفاظت خط اصلی) استفاده شود.

2- در مدارات ستاره - مثلث، جریان کل موتور، روی دو خط : "اصلی و مثلث"، تقسیم میشود یعنی هر خط 0.58 آمپر کل جریان موتور را تحمل میکند.

3- کلید محافظ (فیوز) حدودا ، 2.2 برابر توان (kw) موتور باشد.

4- رنج بی متال را از طریق فرمول زیر محاسبه میکنیم: رنج بیمتال (ستاره - مثلث) = Inm * 0.58 جریان نامی موتور Inm
۳ـ راه اندازی نرم (کنترل دور)

در برخی از موارد ضربه ناشی از استارت اولیه ممکن است به سیستم صدمه بزند، یا نیاز به کنترل دور موتور باشد، به همین خاطر از راه اندازی نرم استفاده می شود. این نوع راه اندازی توسط درایو های و سافت استارتر انجام می شود. اصول کاری کنترل دور بر اساس کنترل همزمان ولتاژ و ac و dc فرکانس می باشد.

در سیستمهای کنترل حلقه بسته مانند آبرسانی تحت فشار ثابت، کنترل فرایند دما، تهویه و عملا در جاهایی که نیاز به کنترل دور باشد مورد استفاده قرار می گیرد.

بررسی عملکرد مبدل DC به AC با کنترل مستقل بر خروجی کنترل شده توسط پردازشگر دیجیتالی سیگنال یک ژنراتور

چکیده : در این مقاله، هدف شبیه سازی و بررسی عملکرد دو سیستم مجزا از یکدیگر می باشد، سیستم اول شامل یک ژنراتور القائی خود تحریک (منفصل از شبکه) و مبدل جریان متناوب به مستقیم می باشد در این سیستم با بانک خازنی Self Excited Induction Generator (SEIG) ژنراتور توسط کنترل کننده مرکزی DC به AC سوئیچ شونده و مبدل که نویسندگان [ 1] مطرح Digital signal processing (DSP) مبتنی بر تقریباً قابل قبولی ارائه می DC کرده اند کنترل می گردد و ولتاژ خروجی دهد. سیستم دوم مبدل جریان مستقیم به جریان متناوب بوده و کنترل آن بصورت مستقل صورت می گیرد این مبدل خروجی سیستم اول را دریافت و به ولتاژ متناوب با دامنه و فرکانس ثابت تبدیل می کند. مجموعه عملکرد دو سیستم در سه حالت بررسی و خروجی شبیه سازی می شود 1- بار متصل به مبدل سیستم دوم بصورت آنی قطع گردد 2- بصورت آنی یک بار به خروجی مبدل جریان مستقیم به متناوب متصل گردد. 3- یکی از فازهای خروجی ژنراتور قطع شود. شبیه سازی با نرم افزار مطلب سیمولینک توانائی کنترل کننده را تائید می کند.

دانلود متن کامل مقاله

ارزیابی قابلیت اطمینان شبکه ی توزیع با توجه به مدل دینامیکی – حرارتی ترانسفورماتور در حضور منابع ..

چکیده — در این مقاله، روشی نوین برای ارزیابی قابلیت اطمینان شبکه ی میکروگرید با در نظر گرفتن مدل دینامیکی- حرارتی خطای ترانسفورمر ها ارائه گردیده است. با حضور گسترده ی منابع تولید پراکنده در شبکه، می توان با کاهش فشار بار از روی ترانسفورمرها، خطای دینامیکی- حرارتی آن ها را بهبود بخشید. با در نظر گیری تکنولوژی های مختلف منابع تولید پراکنده و همچنین ضریب نفوذهای مختلف آ نها، شاخص های قابلیت اطمینان شبکه ، مورد ارزیابی قرار گرفته است. روش پیشنهادی، بر روی شبکه ی واقعی سهند بندرعباس پیاده شده است. فیدر سهند یکی از شبکه های دچار پرباری و شرایط بحرانی شرکت توزیع نیروی برق بندرعباس است که در مناطق گرمسیر واقع شده و عدم امکان بازیابی آن در هنگام بروز حوادث باعث شده است خاموشی های طولانی مدتی به مشترکین تحمیل گردد. بررسی شاخص های قابلیت اطمینان و پیاده سازی روش پیشنهادی می تواند از خاموشی های زیان بار آن جلوگیری نماید. آنالیز حساسیت مبتنی بر شاخص های قابلیت اطمینان، چون انرژی مورد انتظار تامین نشده بر پایه نفوذ منابع تولید پراکنده بیان گردیده است. با استفاده از روش پیشنهاد شده، می توان تاثیر تکنولوژی های مختلف منابع تولید پراکنده با درصد نفوذهای متفاوت را بر روی قابلیت اطمینان سیستم سنجید. نتایج شبیه سازی با استفاده از روش شبیه سازی احتمالاتی منت کارلو نشان می دهد که، استفاده از دیزل ژنراتورها و یا ترکیب دیزل ژنراتور با سلول خورشیدی نسبت به استفاده از منابع تولید پراکنده تجدیدپذیر به تنهایی، نقش پررنگتری در بهبود شاخص های قابلیت اطمینان خواهد داشت.

دانلود متن کامل مقاله

ارزیابی قابلیت اطمینان شبکه هوشمند با در نظرگیری ارتباط غیرمستقیم شبکه سایبری بر شبکه قدرت درحضور...

چکیده

استفاده از زیرساخ تها و تجهیزات مخابراتی در شبکه های هوشمند توزیع انرژی الکتریکی سبب شده است تا سیستمی متشکل از شبکه قدرت و شبکه سایبری (شبکههای کنترل، مانیتورینگ و حفاظت) ایجاد شود. در شبکه هوشمند، عملکرد سیستم قدرت بستگی زیادی به سیستم های مخابراتی دارد. این تجهیزات شامل سیستمهای مانیتورینگ و حفاظت بوده که در شبکههای فوق توزیع نقش مهمی را ایفا میکنند. هرکدام از این تجهیزات میتوانند اثرات متفاوتی بر روی شبکه قدرت داشته باشند. ارتباط این سیستمها با شبکه قدرت به صورت ارتباط مستقیم و غیرمستقیم تقسیم بندی میشوند. در ارزیابی قابلیت اطمینان شبکه هوشمند باید روشی مورداستفاده قرار گیرد که شامل عملکرد مناسب هر دو سیستم سایبری و قدرت باشد. در این مقاله روشی نوین برای ارزیابی شاخصهای قابلیت اطمینان شبکههای هوشمند با در نظرگیری ارتباط و خطاهای غیرمستقیم شبکه سایبری بر روی شبکه قدرت بر اساس روش تحلیلی ارائه میگردد. در این نوع ارتباط، در اثر
عدم عملکرد تجهیز سایبری نرخ خرابی عناصر شبکه قدرت تغییر خواهد کرد. همچنین یک مدل به روزرسانی حالات ارائه خواهد شد تا قابلیت اطمینان شبکه های سایبر- قدرت را تحت ارتباط غیرمستقیم ارزیابی کند. فشارقوی H روش پیشنهادی بر روی شبکه هوشمند نمونه که یک پست میباشد اعمال خواهد شد تا اثرات روش پیشنهادی را نشان دهد. هم- چنین در حضور منابع تولید پراکنده و بار مصرفی متغیر (منحنی بار) نیز به بررسی روش ارائه شده و تحلیل متناسب با آن پرداخته خواهد شد.

دانلود متن کامل مقاله

یک روش تصادفی جهت حل مسأله ی برنامه ریزی مبتنی بر سود مشارکت واحدهای تولید در حضور عدم قطعی تها ی با

چکیده —هدف مسأله ی برنامه ریزی مبتنی بر سود مشارکت واحد های تولید در محیط تجدیدساختار، بیشینه کردن سود شرک تهای تولیدی است. در این مقاله، یک روش تصادفی مؤثر جهت بررسی عدم قطعیت های اطلاعات بار و قیمت انرژی در مسأل هی مورد نظر ارائه شده است. با استفاده از این روش، شرکت های تولیدی می توانند سود مورد انتظار واحد های نیروگاهی خود را در حضور عد مقطعیت محاسبه کنند. امروزه در بحث برنامه ریزی عملکرد واح دهای تولید توان علاوه بر اهداف اقتصادی، ملاحظات آلودگی نیز از اهمیت ویژه ای برخوردار است. روش پیشنهادی به شرک تهای تولید توان کمک می کند تا تصمیم بگیرند چگونه واح دهای تولیدی خود را در حضور عدمقطعیت ها به منظور افزایش سود و کاهش آلودگی در بازار برق رقابتی برنام هریزی کنند. برای حل مسأله از الگوریتم بهین هسازی تجمع ذرات با ضرایب استفاده شده است. جهت نشان دادن (TVACPSO) شتاب متغیر با زمان کارایی روش پیشنهادی، شبیه سازی بر روی یک سیستم 10 واحدی برای مدت 24 ساعت انجام گرفته است. نتایج حاصل نشان دهنده ی برتری روش پیشنهادی در مقایسه با سایر پژوهش ها است.

دانلود متن کامل مقاله