با توجه به توسعه روز افزون کاربرد الکتورنیک در بحث قدرت ، در فصل اول به بررسی عملکردعناصر الکترونیک قدرت می پردازیم.با توجه به اینکه یکی از مباحث مهم،کنترل توان الکتریکی سیستم های گرداننده موتور الکتریکی است ، لازم است که ابتدا به بررسی موتور القایی و نحوه عملکرد و خصوصیات آن بپردازیم.

در فصل سوم در مورد سیکلو کانورترها بحث می کنیم که قسمت مهمی از این پروژه را در بر می گیرد.اگر به طور خلاصه بخواهیم یک سیکلو کانورتر را معرفی کنیم بهترین و کوتاهترین توصیف ممکن، تبدیل فرکانس منبع به یک فرکانس دیگر(معمولا کوچکتر) است و کاربرد عمده آن در مورد کنترل دور موتورهای القایی و درایور های آن می باشد.

با توجه به کاربرد وسیع اینورترها در صنعت و بویژه در درایوهای کنترل دور،در فصل چهارم سعی خواهیم کرد یک شناخت جامعی را در مورد اینورتر ها به خوانندگان گرامی ارائه دهیم.در واقع اینورتر ها و سیکلو کانورتر ها دو جزء اصلی و بسیار مهم صنعت الکترونیک قدرت را تشکیل می دهند.

و اما بخش مهم این پروژه به درایوهای کنترل توان لغزشی و بازیافت آن اختصاص دارد که از جمله این درایوها می توان به درایور کرامر و شربیوس اشاره نمود و هر کدام از این درایوها مزایا و معایب خودشان را دارند،وسعی خواهیم کرد که تا حد امکان معایب آنها را با استفاده از تغییراتی در اجزای تشکیل دهنده آنها بر طرف کنیم.

فصل اول :

الکترونیک قدرت

1-1 مقدمه : 

 سالهاست که نیاز به کنترل توان الکتریکی سیستمهای گرداننده موتور الکتریکی و کنترل صنعتی وجود داشته است.این امر مهم نیاز به توسعه سیستم دارد،لئونارد منجر گشت تا ولتاژ dc متغیری برای کنترل گرداننده های موتورهای dc بدست آید.

الکترونیک قدرت ترکیبی از قدرت،الکترونیک و کنترل است.کنترل به بررسی مشخصه های دینامیک و حالت پایدار سیستم های با حلقه بسته می پردازد.قدرت وسایل قدرت استاتیک و گردنده که در تولید،انتقال و توزیع توان الکتریکی به کار گرفته می شود بررسی می کند.الکترونیک،مدارها و وسایل پردازشگر یا پردازنده سیگنال ها را بررسی می کند که برای بدست آوردن هدف های کنترلی مطلوب مورد استفاده قرار می گیرند.الکترونیک قدرت را می توان به صورت کاربرد های الکترونیک حالت جامد در کنترل و تبدیل توان الکتریکی نیز تعریف کرد.

الکترونیک قدرت بر اساس خاصیت کلید زنی عناصر نیمه هادی قدرت پایه گذاری شده است.با پیشرفت تکنولوژی نیمه هادی های قدرت،قابلیت کار با توان و سرعت کلید زنی وسایل قدرت بطور قابل ملاحظه ای بهبود یافته است.پیشرفت در تکنولوژی میکروپروسسورها تاثیر زیادی در کنترل و ایجاد روش های کنترلی برای عناصر نیمه هادی قدرت داشته است.

امروزه الکترونیک قدرت جای مهمی در تکنولوژی مدرن یافته است و در محصولات توان بالای گوناگونی به کار گرفته می شود.به عنوان نمونه می توان از کنترل کننده های دما،کنترل کننده های روشنایی،کنترل کننده های موتور،منابع تغذیه و سیستم های ولتاژ بالا با جریان مستقیم (HVDC) نام برد.

در سال های اخیر در کاربرد موتورهای الکتریکی انقلابی رخ داد.ساخت بسته های حالت جامد راه اندازی موتور به جایی رسیده که عملا هر مسئله کنترلی را می توان با استفاده از آنها حل کرد.با این راه انداز های حالت جامد می توان موتورهای dc را با منابع تغذیه dc راه انداخت.حتی می توان ac را به توان ac با فرکانس دیگر تبدیل کرد.

این فصل به معرفی مختصری از اجزای الکترونیکی توان بالا و مدارهایی که در آنها بکار گرفته می شوند، می پردازد.علت قرار گرفتن این معرفی ، کاربرد این مطالب بر مباحث مربوط به کنترل کننده های موتورهای ac و dc است.

2-1 عناصر الکترونیک قدرت:

در مدارهای کنترل موتور چند نوع وسیله نیمه هادی مورد استفاده قرار می گیرد که مهمترین آنها عبارتند از:

1- دیود

2- تریستور دو سیمه (با دیود PNPN)

3- تریستور سه سیمه (یکسو ساز کنترل شده سیلیسیومی SCR)

4- تریستور با گیت خاموش شونده (GTO

5- دایاک

6- ترایاک

7- ترانزیستور قدرت (PTR)

8- ترانزیستور دو قطبی با گیت مجزا شده (IGBT)

• دیود : یک عنصر نیمه هادی است که برای عبور جریان در یک جهت (آند به کاتد) طراحی شده است.

ü با اعمال یک ولتاژ مستقیم به دیود جریان بزرگی از آن می گذرد.

ü اگر ولتاژ در جهت معکوس به آن اعمال شود جریان گذرنده بسیار کوچک خواهد بود.

ü اگر ولتاژ معکوس اعمالی به حد کافی بزرگ باشد سر انجام دیود می شکند و اجازه عبور جریان در جهت عکس را هم می دهد.

مشخصه ولتاژ-جریان دیود

ü دیود ها با توجه به مقدار توانی که مصرف می کنندو ماکزیمم ولتاژ معکوس که می توانند بدون شکستن تحمل کنند دسته بندی می شوند.

ü توانی که دیود هنگام عمل در جهت مستقیم مصرف می کند، با حاصلضرب افت ولتاژ مستقیم روی آن و جریانی که از دیود می گذرد برابر است.

ü ماکزیمم ولتاژ معکوس دیود با مشخص می شود و باید آنقدر بزرگ باشد که دیود هنگام کار نشکند.

ü تمام دیود های قدرتی آنقدر سریع هستند که می توان از آنها در مدارهای60Hz,50Hzبعنوان یکسو کننده استفاده کرد.

تریستور دو سیمه یا دیود :

تریستور نامی است که به خانواده ای از عناصر نیمه هادی متشکل از چهار لایه نیمه هادی داده شده است. نام این تریستور در استاندارد برای نمادهای ترسیمی ( تریستور دیودی با سد کردن معکوس) است.

فهرست:

الکترونیک قدرت
1-1مقدمه
2-1عناصر الکترونیک قدرت
3-1انواع مدارهای الکترونیک قدرت
فصل دوم :
موتورهای القایی
1-2مقدمه
2-2مدار معادل موتور القایی
3-2مشخصه کارایی
4-2مشخصه گشتاور و سرعت موتورهای القایی
5-2روشهای کنترل دور موتور القایی
1-5-2کنترل ولتاژ استاتور
2-5-2کنترل ولتاژ روتور
3-5-2کنترل فرکانس
4-5-2کنترل ولتاژ و فرکانس

فصل سوم :
سیکلوکانورتر (مبدل فرکانس)
1-3مقدمه
2-3نحوه عملکرد مبدل کاهنده فرکانس
3-3سیکلوکانورتر تکفاز
4-3عملکرد گروه مسدود
5-3انواع سیکلوکانورتر
1-5-3سیکلوکانورتر پوش
6-3ویژگیهای سیکلوکانورتر
7-3بررسی عملکرد یک موتور القایی روتور سیم بندی شده دو سو تغذیه ای در اتصال با سیکلوکانورتر
1-7-3بازده و ضریب توان wrim بر حسب ولتاژ بار
2-7-3 شکل موجهای ولتاژ و جریان
8-3خصوصیات سیکلو کانورتر در شرایط هدایت ناپیوسته
9-3اثرات اندوکتانس منبع بر عملکرد سیکلو کانورتر
10-3واکنش شبکه در برابر سیکلوکانورتر
1-10-3ضریب توان
11-3روابط مداری سیکلو کانورتر
12-3مزایا و معایب سیکلو کانورتر

فصل چهارم :
اینورترهای با مدولاسیون پهنای پالس
1-4مقدمه
2-4دسته بندی اینورترها
1-2-4 اینورتر تکفاز با سر وسط
2-2-4اینورتر پل تکفاز
3-2-4اینورتر پل سه فاز
3-4قدرت برگشتی اینورتر
4-4مقایسه سیکلوکانورتر با اینورتر

فصل پنجم :
شبیه سازی کنترل موتور سرعت متغیر
1-5 مقدمه
2-5 ساخت و شبیه سازی درایو موتور PWM
3-5 بارگذاری و محرکه گذاری موتور
4-5 کنترل پل اینورتر با استفاده از Pulse Generator
5-5 نمایش سیگنال ها و مولفه های اندازه گیری شده ولتاژ و جریان
6-5 شبیه سازی درایو کنترل موتور PWM با الگوریتم انتگرال گیری پیوسته
7-5 استفاده از بلوک مولتی متر
8-5 استفاده از انتگرال گیری گسسته برای درایو موتور

9-5 انجام آنالیز هارمونیکی با استفاده از ابزار FFT

منابع و ماخذ