%38تخفیف

دانلود پروژه:طراحي كنترل كننده براي بهبود دهنده ضريب توان در خروجي يكسوكنده هاي سه فاز

تعداد 106 صفحه فایل word

چکیده

کنترل مبدلهای تصحیح کننده ضریب توان در خروجی یکسو کننده های صنعتی همواره به عنوان موضوع تحقیقاتی در اکثر دانشگاه های معتبر دنیا در حال انجام می باشد. زیرا که کیفیت توان و کیفیت جریان کشیده شده توسط یکسو کننده ها تاثیر مهمی بر روی شبکه های توزیع داشته و با استفاده از این مبدلها می توان اثرات منفی ناشی از آلودگی هارمونیکی در ورودی یکسو کننده ها را کاهش داد. لذا هدف اصلی در این پایان نامه، طراحی سیستم کنترل فیدبک حالت برای مبدل تصحیح کننده ضریب توان بر اساس معادلات حالت مبدل می باشد. برای این منظور ابتدا معادلات حالت سیستم بر پایه مدل مداری مبدل استخراج و سپس با اعمال پیاده سازی روش میانگین، مدل میانگین مبدل DC-DC استخراج می گردد. به منظور طراحی کنترل کننده فیدبک حالت خطی، با اعمال روش خطی سازی بر روی معادلات حالت غیرخطی حول یک نقطه کار، معادلات حالت خطی سازی می گردند. سپس با استفاده از معادلات حالت خطی شده، تابع تبدیل بین ولتاژ خروجی مبدل و سیگنال ورودی استخراج می گردد و با استفاده از تابع تبدیل بدست آمده، تحلیل های پایداری برای سیستم خطی انجام می گردد. بر پایه معادلات حالت سیستم خطی و بررسی کنترل پذیری سیستم خطی مربوط به مبدل، شرط لازم و کافی برای طراحی کنترل کننده فیدبک حالت فراهم می گردد. در این پایان نامه، سپس ضرایب فیدبک حالت و فیدبک خروجی (ولتاژ)، برای جایابی مطلوب قطب های سیستم حلقه بسته محاسبه می شوند و نتایج آن بر روی دو مدل مختلف از مبدل تصحیح کننده ضریب توان پیاده سازی می گردد. در نهایت نتایج حاصل از محاسبات طراحی بر روی مدلهای شبیه سازی شده از سیستم مورد بررسی قرار گرفته و نتایج شبیه سازی نشان می دهد که کنترل کننده طراحی شده می تواند به عنوان یک روش طراحی مناسب برای مبدلهای تصحیح کننده ضریب توان در خروجی یکسو کننده ها پیاده سازی گردد.

کلمات کلیدی: مبدل تصحیح کننده ضریب توان، معادلات حالت، کنترل کننده فیدبک حالت، پایداری، کنترل پذیری.

 

فهرست مطالب

چکیده 12

فصل اول – مبدلهای تصحیح کننده ضریب توان.. 14

  1-1-  مبدل یکسوکننده با اصلاح ضریب توان (PFC) : 16

   1-2-  مروری بر ساختار کنترلی PFC. 18

فصل دوم- مروری بر روشهای کنترل مبدل DC/DC در مدارهای تصحیح کننده ضریب توان.. 19

2-1-کانورتر step-down (Buck Converter) 21

2-2-کانورتر step-up (مبدل Boost) 23

2-3-کانورتر Buck/Boost یا مبدل معکوس… 25

فصل سوم- روشهای کنترل یکسو کننده ها سه فاز (مبدلهای AC-DC) به منظور تصحیح ضریب توان.. 27

    3-1- روش کنترل جریان متوسط.. 29

    3-2- روش کنترل Feed Forward. 29

    3-3- روش کنترل جریان برنامه ریزی شده 30

    3-4- روش کنترل هیسترزیس…. 30

    3-5- روش کنترل غیر خطی مود لغزشی.. 31

    3-6- كنترل کننده فازي در مبدلهای PFC. 38

فصل چهارم طراحی، مدلسازی و شبیه سازی سیستم کنترل کلاسیک مبدل یکسو کننده 41

    4-1- مدلسازی ریاضی مبدل Three Phase Voltage Source SVPWM Rectifier 45

    4-2- مدلاسیون پهنای پالس بردار فضایی (Space Vector Pulse Width Modulation) 49

    4-3- بیان روش مدلاسیون پهنای پالس بردار فضایی.. 50

    4-4- نتیجه‌گیری مدل کلاسیک… 59

فصل پنجم طراحی، مدلسازی و شبیه‌سازی سیستم کنترل مدرن مبدلThree Phase Voltage Source SVPWM Rectifier 61

فصل ششم مدلسازی و کنترل مبدل اصلاح کننده ضریب توان PFC. 67

    6-1- مبدل یکسوکننده با اصلاح ضریب توان (PFC) 69

    6-2- مدلسازی سیستم. 70

    6-3- مدل میانگین فضای حالت… 70

    6-4- خطی سازی معادله حالت… 73

    6-5- محاسبه تابع تبدیل : 74

فصل هفتم تحلیل نتایج و شبیه سازی.. 76

    7-1- شبیه سازی مبدل یکسو کننده 77

    7-2- شبیه سازی مبدل تصحیح کننده ضریب توان به همراه Boost Converter 83

    7-3- بررسی کنترل پذیری و رویت پذیری سیستم. 85

    7-4- طراحی فیدبک حالت… 86

    7-5- طراحی فیدبک خروجی.. 87

نتیجه گیری و پیشنهادات.. 100

مراجع. 103

فهرست شكل ها

شکل 1-1- الف- ساختار مداری مبدل Current Source   ب- ساختار مداری مبدل Voltage Source. 16

شکل 1-2- ساختار کلی تصحیح کننده ضریب توان به همراه مبدل DC-DC افزاینده 17

شکل 1-3- ساختار کنترلی برای کنترل PFC.. 18

شکل 2-1- کانورتر DC/DC به عنوان رابط بین منبع و بار 20

شکل 2-2- مدار معادل کانورتر Buck. 21

شکل 3-2- کانورتر باک در حالت on. 21

شکل 4-2- کانورتر باک در حالت off. 22

شکل 5-2- رفتار ولتاژ بار کانورتر باک… 22

شکل 6-2- مدار معادل کانورتر Boost 23

شکل 7-2- کانورتر Boost در حالت on. 23

شکل 8-2-کانورترBoost در حالت off. 24

شکل 9-2- رفتار ولتاژ بار کانورتر Boost 24

شکل10-2- مدار معادل کانورترBuck/Boost 25

شکل11-2- کانورترStep-down/step-upدر حالت on. 25

شکل12-2- کانورترStep-down/step-upدر حالت off. 26

شکل 3-1- یک مدار یکسو کننده سه فاز ایده آل.. 28

شکل 3-2- ساختار کنترل جریان متوسط.. 29

شکل 3-3- ساختار کنترل Feed Forward.. 30

شکل 3-4- ساختار کنترل جریان برنامه ریزی شده 30

شکل 3-5- تغییرات جریان در روش کنترل هیسترزیس…. 31

شکل 3-6- ساختار کنترلی روش کنترل غیر خطی.. 32

شکل 3-7- مدار PFC ارائه شده در مرجع [10] 32

شکل 3-8- مبدل باک… 33

شکل 3-9- مدل میانگین مبدل باک… 35

شکل 3-10- بلوک دیاگرام بر پایه منطق فازی.. 38

شكل 3-11-  نشان دهندة توابع Membership براي ورودي هاي ،  و خروجي D0 39

شکل 4-1-  الف- ساختار مداری مبدل Current Source   ب- ساختار مداری مبدل Voltage Source. 43

شکل 4-2-  ساختار مبدل یکسوکننده تمام کنترل شونده شش پالسه سه فاز با فیلتر ورودی [1] 45

شکل 4-3-  مدار کنترل پیشنهاد شده برای مدل مورد مطالعه [1] 48

شکل 4-4-  ساختار مبدل یکسوکننده تمام کنترل شونده شش پالسه سه فاز به فیلتر ورودی [1] 50

شکل 4-5- هشت حالت سوئیچینگ سوئیچهای مبدل [1] 51

شکل 4-6- نمایش دستگاه مرجع abc و دستگاه گردان dq [2] 52

شکل 4-7- نمایشی از ناحیه‌ها و بردارهای پایه در روش SVPWM  [5] 53

شکل 4-8- ارتباط بین بردارهای ولتاژ  و زاویه [5] 54

شکل 4-9- تجزیه بردار مرجع در ناحیه 1 [2] 56

شکل 4-10- ترتیب سوئیچینگ سوئیچها در هر ناحیه در الگوریتم اول [2] 58

شکل 4-11- هفت بازه زمانی موجود در یک دوره تناوب سوئیچینگ در الگوریتم دوم [4] 58

شکل 4-11- ترتیب سوئیچینگ سوئیچها در ناحیه اول در الگوریتم دوم [4] 59

شکل 5-1- ساختار مبدل یکسوکننده تمام کنترل شونده شش پالسه سه فاز با فیلتر ورودی [1] 62

شکل 5-2- حالتهای مختلف برای خاموش و روشن بودن سوئیچهای قدرت.. 64

شکل 6-1-  مدار قدرت PFC.. 71

شکل 6-2-  a) وضعیت سوئیچ وصل – دیود قطع  b) وضعیت سوئیچ قطع – دیود وصل.. 71

شکل 7-1- شبیه سازی مبدل در نرم‌افزار متلب… 77

شکل 7-2- شکل موجهای ولتاژ واقعی (رنگ آبی) و ولتاژ مرجع (رنگ مشکی) خروجی در شرایط کار نرمال.. 77

شکل 7-3- شکل موجهای جریان واقعی خروجی (رنگ آبی) در شرایط کار نرمال.. 78

شکل 7-3- شکل موجهای جریان واقعی بزرگ شده فاز a (رنگ آبی) و ولتاژ فاز a (رنگ مشکی) در شرایط کار نرمال.. 78

شکل 2- 16- شکل موجهای جریان واقعی بزرگ شده فاز b (رنگ آبی) و ولتاژ فاز b (رنگ مشکی) در شرایط کار نرمال.. 78

شکل 7-4- شکل موجهای جریان واقعی بزرگ شده فاز c (رنگ آبی) و ولتاژ فاز c (رنگ مشکی) در شرایط کار نرمال.. 79

شکل 7-5- شکل موج جریان واقعی محور طولی در شرایط دینامیکی گذرایی و ماندگار 79

شکل 7-6- شکل موج جریان واقعی محور عرضی در شرایط دینامیکی گذرایی و ماندگار 79

شکل 7-7- شکل موج ولتاژ مرجع محور طولی پس از مرحله decoupling در شرایط دینامیکی گذرایی و ماندگار 80

شکل 7-8- شکل موج ولتاژ مرجع محور عرضی پس از مرحله decoupling در شرایط دینامیکی گذرایی و ماندگار 80

شکل 7-11- شکل موجهای ولتاژ واقعی (رنگ آبی) و ولتاژ مرجع (رنگ مشکی) خروجی در شرایط بارگذاری ناگهانی.. 81

شکل 7-12- شکل موج جریان واقعی خروجی در شرایط بارگذاری ناگهانی.. 81

شکل 7-13- شکل موجهای جریان واقعی بزرگ شده فاز a (رنگ آبی) و ولتاژ فاز a (رنگ مشکی) در شرایط بارگذاری.. 81

شکل 7-14- شکل موجهای جریان واقعی بزرگ شده فاز b (رنگ آبی) و ولتاژ فاز b (رنگ مشکی) در شرایط بارگذاری.. 82

شکل 7-15- شکل موجهای جریان واقعی بزرگ شده فاز c (رنگ آبی) و ولتاژ فاز c (رنگ مشکی) در شرایط بارگذاری.. 82

شکل 7-16- شکل موج جریان واقعی محور طولی در شرایط بارگذاری.. 82

شکل 7-17- شکل موج جریان واقعی محور عرضی در شرایط بارگذاری.. 83

شکل 7-18- آنالیز هارمونیکی جریان فاز a. 83

شکل 7-19 بلوک دیاگرام سیستم حلقه باز 84

شکل 7-20 پاسخ سیستم به  و .. 84

شکل 7-21 پاسخ سیستم به به تغییرات .. 85

شکل 7-22 ساختار کنترلی ارائه شده بر پایه فیدبک حالت… 86

شکل 7-23 ساختار کنترلی ارائه شده بر پایه فیدبک حالت… 87

شکل 7-24  بلوک دیاگرام سیستم حلقه بسته با فیدبک حالت و فیدبک خروجی (ولتاژ) 89

شکل 7-25 پاسخ سیستم حلقه بسته به ورودی DC نقطه کار 90

شکل 7-26 پاسخ سیستم حلقه بسته به ورودی اغتشاش با دامنه از 0 تا 8 ولت… 90

شکل 7-27پاسخ سیستم حلقه بسته به ورودی سینوسی یکسوشده با فرکانس 60Hz. 91

شکل 7-28 سیگنال کنترل d در سیستم حلقه بسته PFC با حلقه کنترل ولتاژ 91

شکل 7-29 شبیه سازی سیستم حلقه بسته به صورت مدار الکتریکی به روش PWM است. 92

شکل 7-30- پاسخ شبیه سازی مداری PFC با کنترل فیدبک حالت و فیدبک ولتاژ خروجی.. 92

شکل 7-31-  سیگنال کنترل d برای شبیه سازی مداری.. 93

شکل 7-32-  جریان سلف… 93

شکل 7-33- نمایش یک سیکل از جریان سلف… 93

شکل 7-34-  نحو ه ی تعیین باند هیسترزیس در یک موج مرجع سینوسی دلخواه 94

شکل 7-35-  مدارکنترلی روش مد هدایت بحرانی در روش کنترلی هیسترزیسی.. 95

شکل 7-36- روش کنترل جریان غیر مستقیم. 96

شکل 7-37-  افزودن حلقه کنترل جریان به سیستم رنگ قرمز فیدبک جریان را نشان می‌دهد. 96

شکل 7-38-  ولتاژ خروجی PFC با حلقه کنترل جریان.. 97

شکل 7-39 –  جریان سلف در PFC با حلقه کنترل جریان.. 97

شکل 7-40 –  نمایش یک سیکل از جریان سلف… 98

شکل 7-41-  سیگنال کنترل d در شبیه سازی با کنترل ولتاژ و جریان.. 98

 

 

فهرست جداول

جدول4-1- بردارهای سوئیچینگ، ولتاژهای خط و فاز خروجی] 2[ 51

 

1 دیدگاه برای دانلود پروژه:طراحي كنترل كننده براي بهبود دهنده ضريب توان در خروجي يكسوكنده هاي سه فاز

  1. zamów glimepiride w Krakowier

دیدگاه خود را بنویسید

نشانی ایمیل شما منتشر نخواهد شد. بخش‌های موردنیاز علامت‌گذاری شده‌اند *

قبلا حساب کاربری ایجاد کرده اید؟
گذرواژه خود را فراموش کرده اید؟
Loading...
enemad-logo