سبد خرید من
هیچ محصولی وجود ندارد
گزارش نهايي پایان نامه دوره کارشناسی ارشد مهندسی برق
جدید
خلاصه
حالتهای گذرا جزو چالش برانگیزترین مسائل هر سیستمی است. مطالعه دینامیک و بهبود رفتار دینامیکی سیستمهای الکتریکی نیز از این قائده مستثناء نیست. بحث بهبود دینامیکی مبدلهای DC/DC کاهنده از منظر ولتاژ خروجی مورد مطالعه این تحقیق میباشد. به این منظور روشهای بهبود دینامیکی انواع مبدلهای کاهنده از منظر ولتاژ خروجی مورد نقد و بررسی قرار گرفته و در نهایت پایدارترین، سادهترین و کاملترین روش پیشنهاد میشود.
در فصل یک ابتدا مساله دینامیک مبدلهای کاهنده DC/DC از منظر ولتاژ خروجی و اهمیت بهبود دینامیک این نوع از مبدلها تبیین میگردد. در ادامه، در فرآیند انجام تحقیقات به منظور بهبود دینامیک مبدلهای کاهنده DC/DC ، ویژگیها و سوالات اساسی تحقیق شامل سادهگی کنترل کننده، کامل بودن روش بهبود دینامیکی و پایداری مبدل در تمام شرایط کاری اعلام میگردد. در فصل دوم به عنوان پیشینهایی برای تحقیق، روشهای کنترلی و ساختاری که تاکنون به منظور ارتقاء رفتار دینامیکی مبدلهای کاهنده DC/DC از نظر ولتاژ خروجی به کار رفتهاند، مورد مطالعه و نقد و بررسی قرار میگیرد. در فصل سوم ابتدا انواع مبدلهای کاهنده DC/DC شامل مبدلهای دو سطحی و سه سطحی مورد مطالعه قرار گرفته و در ادامه مبدل کاهنده سه سطحی خازن شناور طراحی و در نرم افزار PSCAD شبیه سازی و مورد بررسی قرار میگیرد. در نهایت در فصل چهارم با بررسی نتایج حاصل از تحلیلها و شبیه سازیها، استفاده از مبدل کاهنده سه سطحی خازن شناور به عنوان روشی کامل، ساده و پایدار برای بهبود دینامیک مبدلهای کاهنده DC/DC از منظر ولتاژ خروجی مبدل پیشنهاد میگردد.
فهرست مطالب
فصل یک: مقدمه و معرفی ............................................................................................................................. | 1 |
1-1 مقدمه ....................................................................................................................................................... | 2 |
2-1 دینامیک مبدلهای کاهنده DC/DC از منظر ولتاژ خروجی ...................................................... | 3 |
3-1 اهمیت بهبود پاسخ دینامیکی مبدلهای کاهنده DC/DC از نظر ولتاژ خروجی ................... | 4 |
4-1 بهبود پاسخ دینامیکی مبدلهای کاهنده DC/DC از منظر ولتاژ خروجی .............................. | 5 |
فصل دو: بررسی روشهای بهبود پاسخ دینامیکی مبدلهای DC/DCکاهنده ................................. | 6 |
1-2 معرفی ...................................................................................................................................................... | 7 |
2-2 روشهای بهبود پاسخ دینامیکی مبدل کاهنده .............................................................................. | 7 |
1-2-2 کنترل کننده هیسترزیس .............................................................................................................. | 8 |
2-2-2 کنترل کنندهی خطی و غیر خطی .............................................................................................. | 10 |
3-2-2 کنترل تخلیهی شارژ خازن ............................................................................................................ | 11 |
4-2-2 کاهش راکتانس سلف ...................................................................................................................... | 13 |
5-2-2 خارج کردن سلف ............................................................................................................................. | 14 |
6-2-2 مبدل کاهنده دو سطحی تغییر ساختار یافته ............................................................................ | 14 |
7-2-2 سویچ سه سطحی ............................................................................................................................. | 16 |
3-2 نتایج بررسیها ........................................................................................................................................ | 18 |
فصل سه: بهبود دینامیک مبدلهای کاهنده DC/DC............................................................................ | 19 |
1-3 معرفی ...................................................................................................................................................... | 20 |
2-3 مبدل های DC/DC کاهنده ............................................................................................................... | 20 |
3-3 مبدل کاهنده دو سطحی ..................................................................................................................... | 22 |
1-3-3 وضعیت هدایت کلید (S: ON) ..................................................................................................... | 22 |
2-3-3 وضعیت عدم هدایت کلید (S: OFF) ........................................................................................ | 22 |
3-4 تحلیل عملکرد مبدل کاهنده دو سطحی در مد CCM ............................................................... | 23 |
3-4-1 محاسبه مقدار بهره انتقال ولتاژ مبدل در مد CCM ................................................................. | 24 |
3-4-2 محاسبه مقدار جریان بار در مد CCM ....................................................................................... | 25 |
1-2-4-3 بازهی زمانی روشن بودن کلید:S:ON, 0<t<dT............................................................ | 25 |
2-2-4-3 بازهی زمانی خاموش بودن کلید:S:OFF , dT<t<T ....................................................... | 25 |
3-2-4-3 محاسبهی متوسط جریان بار .................................................................................................... | 26 |
3-4-3 محاسبهی ریپل ولتاژ خروجی مبدل در مد CCM.................................................................. | 26 |
3-5 تحلیل عملکرد مبدل کاهنده دو سطحی در مد DCM............................................................... | 29 |
3-5-1 محاسبهی مقدار بهرهی انتقال ولتاژ مبدل در مد DCM........................................................ | 30 |
2-5-3 محاسبهی جریان بار در مد DCM.............................................................................................. | 31 |
1-2-5-3 بازهی زمانی روشن بودن کلید S:ON, 0<t<dT ......................................................... | 31 |
2-2-5-3 بازهی زمانی خاموش بودن کلیدS:OFF, dT<t<dT+∆T ....................................... | 32 |
3-2-5-3 بازهی زمانی خاموش بودن کلیدS:OFF, ∆T<t<T ................................................... | 32 |
4-2-5-3 محاسبهی جریان بار ................................................................................................................... | 32 |
3-5-3 محاسبهی حداکثر نوسانات ولتاژ خروجی مبدل در مد DCM............................................. | 33 |
3-5-4 ارتباط عملکرد مبدل کاهنده در مد DCMبر دینامیک مبدل از منظر ولتاژ خروجی ...... | 35 |
3-6 محاسبهی مقادیر مرزی عناصر مبدل بین مد CCMو DCM.................................................... | 35 |
1-6-3 محاسبهی مقادیر مرزی جریان بار، اندوکتانس سلف و دوره کاری ........................................ | 36 |
7-3 پاسخ دینامیکی مبدل کاهنده دو سطحی ....................................................................................... | 37 |
1-7-3 طراحی و محاسبه مقادیر مبدل .................................................................................................... | 37 |
2-7-3 شبیه سازی مبدل ........................................................................................................................... | 38 |
3-7-3 نتایج شبیه سازی ............................................................................................................................. | 39 |
8-3 مبدل کاهنده سه سطحی .................................................................................................................... | 45 |
9-3 تحلیل عملکرد مبدل کاهنده سه سطحی در مد CCM.............................................................. | 47 |
1-9-3 کلیدها با یکدیگر همپوشانی عملکرد ندارند (d < 0.5) ........................................................ | 47 |
1-1-9-3 محاسبهی بهرهی انتقال ولتاژ ................................................................................................... | 49 |
2-1-9-3 محاسبهی جریان سلف در بازههای زمانی:S1:ONیاS2:ON .................................... | 49 |
3-1-9-3 محاسبهی جریان سلف در بازههای زمانی:S1:OFFوS2:OFF ................................. | 50 |
4-1-9-3 محاسبهی متوسط جریان بار .................................................................................................... | 50 |
5-1-9-3 محاسبه حداکثر نوسانات ولتاژ خروجی مبدل ...................................................................... | 51 |
2-9-3 کلیدها با یکدیگر همپوشانی عملکرد دارند ( d > 0.5) ....................................................... | 54 |
1-2-9-3 محاسبهی بهرهی انتقال ولتاژ ................................................................................................... | 55 |
2-2-9-3 محاسبهی جریان سلف در بازههای زمانی:S1:ONوS2:ON ..................................... | 56 |
3-2-9-3 محاسبهی جریان سلف در بازههای زمانی:S1:OFFیاS2:OFF ................................ | 56 |
4-2-9-3 محاسبهی متوسط جریان بار .................................................................................................... | 57 |
5-2-9-3 محاسبهی حداکثر نوسانات ولتاژ خروجی مبدل .................................................................. | 58 |
3-10 محاسبهی مقادیر مرزی عناصر مبدل بین مد CCMو DCM............................................... | 60 |
1-10-3 محاسبهی مقادیر مرزی جریان بار، اندوکتانس سلف و دورهی کاری مبدل .................... | 60 |
2-10-3 محاسبهی مقدار مرزی خازن شناور مبدل .............................................................................. | 62 |
11-3 پاسخ دینامیکی مبدل کاهنده سه سطحی ................................................................................... | 63 |
1-11-3 طراحی مبدل ................................................................................................................................. | 63 |
2-11-3 شبیه سازی مبدل ........................................................................................................................ | 64 |
3-11-3 نتایج شبیه سازی ......................................................................................................................... | 65 |
12-3 تغییر ساختار مبدل کاهنده سه سطحی برای بهبود دینامیکی ............................................... | 69 |
1-12-3 نحوه تغییر ساختار مبدل ........................................................................................................... | 69 |
2-12-3 کنترل کنندهی مبدل ................................................................................................................. | 72 |
3-12-3 طراحی و شبیه سازی مبدل ...................................................................................................... | 73 |
4-12-3 نتایج شبیه سازی ......................................................................................................................... | 75 |
5-12-3 شبیه سازی مبدل با کنترل کنندهی حلقه بسته ................................................................. | 81 |
فصل چهار: بحث و نتیجه گیری ................................................................................................................... | 85 |
1-4 جمع بندی .............................................................................................................................................. | 86 |
2-4 بحث ......................................................................................................................................................... | 86 |
3-4 نتیجه گیری ............................................................................................................................................ | 87 |
4-4 پیشنهادات .............................................................................................................................................. | 88 |
منابع و مراجع ................................................................................................................................................... | 89 |
هیچ نقدی هم اکنون وجود ندارد