Skip to main content
SUPERVISOR
Jafar Ghaisari,Sayed Morteza Saghaian nejad esfahani
جعفر قیصری (استاد مشاور) سیدمرتضی سقائیان نژاداصفهانی (استاد راهنما)
 
STUDENT
Behnam Koushki Foroushani
بهنام کوشکی فروشانی

FACULTY - DEPARTMENT

دانشکده مهندسی برق و کامپیوتر
DEGREE
Master of Science (MSc)
YEAR
1385
In many industrial applications it is required to convert DC voltage to Three-Phase AC voltage with amplitude greater than the input DC voltage. Distributed generation systems in which the amplitude of generation source is smaller than the amplitude of grid voltage, U in which the amplitude of DC input reserve voltage is smaller than nominal voltage of supplied load and also Electic Vehicles in which it is required to both boost and invert DC input voltage, are examples of these industrial applications. In these applications, supplied load may be a non sinusoidal load such as a computer or electrical drive with an input rectifier. The input rectifier draws a non sinusoidal current from the inverter. Because of non sinusoidal shape of the current and its severe changes, inverter operation is distorted. Also in some cases, supplied load is an unbalanced load. Additionally, if several load are being supplied in parallel by the inverter, connection and disconnection of each loads causes the inverter to experiences sudden load changes. So, an inverter should be able to handle all these challenge and supply the load with a balanced Three-Phase AC voltage with fixed and desired amplitude. In this dissertation, a new three phase inverter with boost ability of input voltage is proposed, designed and analyzed. High efficiency, less number of switches and lower cost and volume are distinguished characteristics of proposed inverter. In the proposed inverter switches with negative voltage blocking capability are also not required. Because of nonlinear behavior of the system and existence of nonlinear load, two nonlinear controllers including a sliding mode controller as well as a cascade controller based on feedback linearization theory with fixed switching frequency are designed and applied to the inverter. Simulation results with PSIM software in various conditions such as nonlinear load, change in the load and variation of the input voltage are carried out to verify the correctness of the proposed inverter and its controllers. A laboratory setup of proposed inverter equipped with its sliding mode controller is implemented completely with analogue circuits. C.T and Hall Effect sensor are not used in the setup. At the end, experimental results are obtained and compared with simulation results. They verify and confirm the correctness of proposed inverter in addition to good operation of designed controllers. Keywords: Boost inverter, sliding mode controller, cascade control loop, fixed switching frequency, differential inverter.
در بسیاری از کاربردهای صنعتی احتیاج به مبدلی با قابلیت تبدیل ولتاژ DC به AC با دامنه بیشتر از دامنه ولتاژ ورودی است. سیستم های تولید پراکنده که درآنها دامنه منبع تولید در مقایسه با دامنه ولتاژ شبکه کوچکتر است، UPSها که در آنها مقدار ولتاژ منبع ذخیرهDC ،کمتر از ولتاژ نامی بار است و HEVوEV ها که در آنها احتیاج به افزایش دامنه ولتاژ ورودی و تبدیل آن به AC است, نمونه‌هایی از این کاربرد های می باشند. در این نوع کاربردها بار تغذیه شده توسط اینورتر ممکن است یک بار غیر خطی مثل یک کامپیوتر یا درایو الکتریکی با ورودی یکسوساز باشد. یکسوساز جریان غیر سینوسی از خروجی اینورتر می کشد. این جریان بدلیل شکل غیر سینوسی و تغییرات شدید می تواند عملکرد اینورتر را دچار اختلال کند. از سوی دیگر بار تغذیه شده ممکن است یک بار نا متعادل باشد. همچنین در مواردی که چندین بار به صورت موازی در خروجی اینورتر قرار دارد, خارج یا وارد شدن هر بار در مدار موجب تغییر آنی بار اینورتر می شود. بدلیل تغییر دامنه تولید در سیستم هایDG یا تغییر دامنه منبع ذخیره درEV وHEV یا UPS, اینورتر در در معرض تغییرات ولتاژ ورودی می باشد. لذا مبدل باید در کلیه این شرایط عملکرد مناسبی از خود نشان دهد و ولتاژ سه فاز متعادل با دامنه ثابتی را به بار برساند. در این پایان نامه یک اینورتر منبع ولتاژ سه فاز با قابلیت افزایش ولتاژ ورودی پیشنهاد, تحلیل و طراحی شده است. از ویژگی های بارز این اینورتر راندمان بالا, تعداد المان های نسبی کمتر, عدم نیاز به سوئیچ های با قابلیت تحمل ولتاژ منفی و حجم و هزینه کاهش یافته می باشد. بدلیل رفتار غیر خطی اینورتر و به منظور ایجاد رفتار مناسب در برابر تغییر آنی بار، بار غیرخطی و تغییر ولتاژ, دو روش کنترلی غیر خطی مناسب، یکی روش کنترل مد لغزشی و دیگری روش کنترل دو حلقه ای با فرکانس ثابت برای مبدل طراحی و به کار گرفته شده است. نتایج شبیه سازی با نرم افزار PSIM در شرایطی چون تغییر بار، بار غیر خطی و تغییر ولتاژ ورودی، به منظور بررسی صحت عملکرد اینورتر وکنترل های اعمال آورده شده است. یک نمونه آزمایشگاهی از اینورتر ارائه شده باکنترل مد لغزشی اعمال شده به آن, با مدارات تماماً آنالوگ و بدون استفاده از سنسور اثر هال یا CT طراحی و ساخته شده است که این امر سبب کاهش هزینه مدار شده است. در پایان نیز نتایج عملی آورده شده است و با نتایج شبیه سازی مورد مقایسه قرار گرفته است که این دو دسته نتایج کاملاً منطبق می باشند. نتایج بدست آمده از شبیه سازی‌های کامپیوتری و همچنین نتایج حاصل از آزمایشهای عملی, صحت عملکرد اینورتر جدید سه فاز طراحی شده و کارایی کنترل کننده‌های پیشنهادی را تایید کرده اند. کلمات کلیدی: 1- اینورتر افزاینده 2-کنترل مد لغزشی 3-کنترل دو حلقه ای 4-اینورتر تفاضلی

ارتقاء امنیت وب با وف بومی