ارائه کننده: سید محمد سالم استاد راهنما: دکتر رضا بیرانوند استاد ناظر داخلی اول: دکتر علی یزدیان استاد ناظر خارجی اول: دکتر شهریار کابلی (دانشگاه صنعتی شریف) تاریخ: 1402/12/08 ساعت: 8 مکان: مرکز مطالعات و برنامه ریزی شبکه های قدرت
چکیده: ترانسفورمرها و اتوترانسفورمرها از صدای زیاد قابل شنیدن، راندمان پایین و وزن سنگین هسته مغناطیسی و مسی رنج می برند ازاین رو میتوان از مبدلهای ac-ac به عنوان جایگزینی برای بالا و پایین بردن سطح ولتاژ و همچنین از بارهای حساس در برابر منابع برق متناوب یا ضعیف محافظت کرد. رایجترین توپولوژی های مبدل های ac-ac مبدل های غیر مستقیم ac-dc-ac و مبدل های ماتریسی و مبدل های ac-ac بدون واسطه هستند. مبدل ac-dc-ac به دلیل فرایند تبدیل دوگانهای که دارد راندمان توان پایین و نیاز به قطعات بیشتری دارد همچنین مبدل ماتریسی به دلیل تعداد زیاد کلید و نسبت انتقال ولتاژ محدود مدولاسیون، کلیدزنی پیچیده و مشکلات کموتاسیون به طور گسترده در صنعت استفاده نمی شود. در سال های اخیر، استفاده از مبدل های کاهنده ac-ac در کاربردهای مختلف بسیار مورد توجه قرار گرفته است. به منظور کاهش تلفات و افزایش بازده مدار می توان از روش کلیدزنی نرم در مبدلهای ac-acاستفاده کرد. در این صورت میتوان فرکانس کلیدزنی را به منظور کاهش اندازهی عناصر غيرفعال مدار نظير سلف (ها)، ترانسفورماتور(ها)، خازن(ها) و افزایش چگالی توان افزایش داد. دراین پایاننامه یک مبدل ac-ac کاهنده براساس مدولاسیون عرض پالس که جایگزین بسیار مناسبی برای اتوترانسفورها و ترانسفورمرهای کاهنده است، با قابلیت کاهش ولتاژ خروجی با تغییر چرخه وظیفه وگسترش پذیری جهت کاربردهای کاهش ولتاژ و توان خروجی ارائه شده است. ویژگی برجسته این مبدل این است که کلیدهای قدرت تنها یک بازو در فرکانس بالا کلیدزنی انجام میدهند در حالی که کلیدهای بازوهای دیگر در فرکانس پایین کلیدزنی انجام میدهند. مبدل ارائه شده دارای ویژگیهایی همچون ریپل کم جریان ورودی، بازده بسیار مناسب، امکان رسیدن به ولتاژ و توانهای خروجی کمتر از طریق افزایش تعداد طبقات خروجی مدار و تنش ولتاژی کم کلیدهای قدرت و خازن خروجی است. جهت تحلیل و بررسی ساختار پیشنهادی، معادلات مدار در حوزهی زمان استخراج شده اند. به منظور بررسی عملکرد مبدل و اطمینان از صحت معادلات به دست آمده و شبیه سازیهای انجام شده، یک نمونهی آزمایشگاهی نیز از مبدل پیشنهادی ساخته شده است. اين نمونه آزمايشگاهی با ولتاژ ورودی220 ولت ac با فرکانس 50 هرتز برق شهر برای کلیدهای فرکانس پایین و فرکانس کلیدزنی 100 کیلوهرتز برای دو کلید فرکانس بالا و ولتاژ خروجی ac با دامنه قابل تنظیم در محدوده 0-220 ولت با تغییر چرخه وظیفه مدولاسیون عرض پالس و حداکثر توان 650 وات ساخته شده است. |