Skip to main content
SUPERVISOR
Ehsan Adib,Hossein Farzanehfard
احسان ادیب (استاد راهنما) حسین فرزانه فرد (استاد مشاور)
 
STUDENT
Reza Foroozeshfar
رضا فروزش فر

FACULTY - DEPARTMENT

دانشکده مهندسی برق و کامپیوتر
DEGREE
Doctor of Philosophy (PhD)
YEAR
1391

TITLE

Improvement and implementation of three phase power factor correction converters with operation in discontinuous mode
Three phase AC-DC power converters are vastly applied in industrial applications to remove low frequency harmonic from current absorbed from utility grid. ecause of simpler structure and lower cost, discontinues mode converter are better option respect continuous mode converters for lower power applications (below 6kw). At first a DCM SEPIC converter with very low input current THD is introduced. The proposed converter can absorb continuous currents with very low THD from utility grid over wide ranges of input voltage and output power. In two switch SEPIC converter voltage stress and number of magnetic switches of first converter are reduced. Although very low THD can be achieved by SEPIC converter but its efficiency is lower that boost converter. In a new introduced boost converter THD and input current ripple of boost is improved. PFC converter commonly follower by a dc-dc converter for isolation and regulation purpose. A single stage converter with very input current THD and controlled intermediate bus voltage is also proposed. Single stare converter due high switching losses hasn't high efficiency, so a new two stage boost-full bridge configuration AC-DC converter with very low THD and high efficiency is introduced. Keywords: Three phase AC –DC converter, three phase rectifier, Power factor correction.
برای توان های بالاتر از kW 1 استفاده از سیستم سه فاز نسبت به تک فازدارای ارجحیت است. مبدل های یکسوکننده سه فاز امروزه استفاده های فراوانی دارند.از جمله کاربرد های این مبدل ها می توان به درایو با قابلیت تنظیم سرعت(ASDS)، منابع تغذیه بدون وقفه(UPS)، شارژ باطری در خودروهای الکتریکی و منبع تغذیه برای سیستم های مخابراتی نام برد. ساده ترین راهی که برای تبدیل انرژی AC به DC به کار برده می شوداستفاده از پل دیودی و تریستوری به همراه یک خازن بزرگ است. این روش درعین سادگی باعث ایجاد هارمونیک های زیادی در جریان ورودی می شود که این هارمونیک ها می توانند مشکلاتی مانند اعوجاج در ولتاژ ورودی، افزایش تلفات هدایتی در ترانسفرمرهای شبکه قدرت، افزایش تلفات در شبکه انتقال و ایجاد تداخل با سیگنال های کنترلی وارتباطی را ایجاد کنند. از این رو تلاش های گسترده برای ارائه یکسوکننده هایی باضریب توان بالا صورت گرفته است و ساختارهای متفاوتی، مناسب برای توان های متفاوت معرفی شده است. در کاربرد های توان بالا و هنگامی که کیفیت جریان ورودی مهم است استفاده از مبدل های پیچیده تر با کلید های بیشتر مانند مبدل شش کلیدی بوست متداول است.اما استفاده از این مبدل ها به دلیل پیچیدگی مدار کنترل و بالا بودن هزینه پیاده سازی برای کاربرد های kW1 تا kW6 مقرون به صرفه نیست. بکارگیری سه مبدل تک فاز جداگانه نیز مشکلاتی چون تداخل بین فازها و بالا بودن تعداد المانهای نیمه هادی را دارد. تقریبا تمامی مبدل های تک کلید نوعWM با عملکرد در حالت گسسته جریان یا ولتاژ می توانندبه عنوان یکسوکننده سه فاز مورد استفاده قرارگرفته شوند. در مبدل های گسسته جریان و ولتاژ با بکار گیری تنها یک کلید و بدون نیاز به سنسور و مدار کنترل جریان به جریان ورودی شکل داده می شود تا سینوسی و هم فاز با ولتاژ ورودی متناظرش شود. در بخش مقدمه این رساله تبعات پایین بودن کیفیت توان و روش های مختلف اصلاح ضریب توان فعال معرفی شده است. در فصل دوم مبدل هایی که در حالت گسسته ولتاژ یا جریان کار می کنند توضیح شده است. ابتدا مبدل بوستبا عملکرد در حالت گسسته جریان توضیح داده شده و معایب آن نیز بیان می شود. مبدل باک نیز با عملکرد در حالت گسسته ولتاژ نیز به صورت مختصر توضیح داده شده است. در مورد تحقیقات و روش هایی که برای بهبود کارایی مبدل های حالت گسسته جریان و ولتاژ صورت پذیرفته است، بحث شده است. در فصل سوم دو مدار اصلاح ضریب توان سپیک معرفی می شود.در مبدل اول بدون المان کمکی شرایط خاموش شدن تحت ولتاژ صفر برای مبدل سپیک باجریان ورودی گسسته فراهم می شود اما در این ساختار THD جریانورودی مطلوب نیست بنابراین در قسمت دوم یک مبدل اصلاح ضریب توان نوع سپیک دیگر ارائه شده که با به کارگیری تنها یک کلید ضریب توان نزدیک به واحد و THD کمتر از %5 را برای جریان ورودی فراهم می کند. در مبدل پیشنهادی بر خلاف مبدل های نوع باک و بوست کیفیت جریان ورودی مستقل از ولتاژ و بارخروجی استو در فصل چهارم این مبدل از لحاظ بازدهی و قیمت با سایر مبدل ها گسسته جریان مقایسه شده است. در فصل پنجم ساختار دو کلیدی و بهبود یافته مبدل فصل سوم ارائه شده است.در ساختار دو کلیدی استرس ولتاژ نسبت به ساختار تک کلیدی با ضریب کاهش پیدا می کند. همچنین با استفاده از تزویج بین سلف های ورودی و خروجی تعداد هسته های مغناطیسی به نصف کاهش پیدا کرده است. دراین فصل توضیح داده شده که چگونه با تنظیم ضریب تزویج بین سلف های ورودی و خروجی ریپل جریان ورودی به مقدار قابل توجهی کاهش داده می شود. به منظور تایید کارایی برای هر دو مبدل های تک و دو کلیدی نمونه های عملی آزمایشگاهی ساخته شده است.

ارتقاء امنیت وب با وف بومی