پروژه های آماده مهندسی برق

موضوع این پروژه آماده، مبدل افزاینده تک‌سویچه با بهره بالا و سوییچینگ نرم در متلب می باشد. یک مبدل DC-DC افزاینده با بهره بالا، تک‌سوییچ و سوییچینگ نرم با بازدهی بالا، دارای ساختار ساده و جریان ورودی پیوسته جهت یکپارچه‌سازی انرژی‌های تجدیدپذیر چکیده با گسترش روزافزون منابع انرژی تجدیدپذیر نظیر سیستم‌های فتوولتائیک (PV) و پیل‌های سوختی، نیاز به مبدل‌های DC-DC با قابلیت افزایش ولتاژ بالا جهت اتصال این منابع ولتاژ پایین به شبکه برق، بیش از پیش احساس می‌شود. مبدل‌های بوست معمولی به دلیل محدودیت در دیوتی سایکل و استرس ولتاژ بالا روی قطعات، گزینه مناسبی برای بهره‌های ولتاژ بسیار زیاد نیستند. در این پروژه، یک مبدل DC-DC افزاینده جدید با بهره ولتاژ بالا و ساختار ساده (تک سوییچ) شبیه‌سازی و تحلیل شده است. ساختار پیشنهادی با بهره‌گیری از تکنیک سلف‌های کوپل‌شده و مدار کلمپ پسیو، علاوه بر افزایش قابل توجه بهره ولتاژ، شرایط سوییچینگ نرم را برای تمام المان‌های نیمه‌هادی فراهم می‌کند. نتایج شبیه‌سازی در محیط نرم‌افزار MATLAB/Simulink نشان می‌دهد که مدار قادر است ولتاژ ورودی ۳۰ ولت را به ولتاژ خروجی ۴۰۰ ولت (با توان ۲۰۰ وات) تبدیل نماید. تحلیل شکل‌موج‌ها حاکی از آن است که سوییچ اصلی تحت شرایط ولتاژ صفر (ZVS) روشن شده و دیودهای خروجی تحت شرایط جریان صفر (ZCS) خاموش می‌شوند که این امر موجب کاهش تلفات سوییچینگ و افزایش راندمان مبدل می‌گردد. همچنین، استرس ولتاژ روی سوییچ اصلی به مراتب کمتر از ولتاژ خروجی محدود شده است. واژه‌های کلیدی: مبدل DC-DC افزاینده، بهره ولتاژ بالا، سوییچینگ نرم، سیستم‌های فتوولتائیک فهرست مطالب صفحه چکیده ‌أ فصل اول مقدمه و کلیات ۱ ۱-۱- مقدمه ۲ ۱-۲- مبدل‌های افزاینده موسوم و چالش‌ها ۳ ۱-۳- روش ‌های افزایش بهره ولتاژ ۳ ۱-۴- اهمیت سوییچینگ ۴ ۱-۵- معرفی اهداف پژوهش ۵ ۱-۶- ساختار گزارش ۵ فصل دوم تحلیل تئوری و عملکرد مداری ۶ ۲-۱- ساختار کلی مبدل پیشنهادی ۷ ۲-۲- اصول عملکرد و تحلیل مودهای کاری ۸ ۲-۳- تحلیل بهره ولتاژ ۱۱ ۲-۴- تحلیل استرس ولتاژ و جریان ۱۲ ۲-۵- شرایط تحقق سوییچینگ نرم (ZVS/ZCS) 13 فصل سوم طراحی و شبیه‌سازی ۱۴ ۳-۱- مقدمه ۱۵ ۳-۲- مشخصات فنی و مقادیر طراحی ۱۵ ۳-۳- مدلسازی اجزای مدار در Simulink 16 ۳-۳-۱- مدلسازی سوییچ قدرت ۱۷ ۳-۳-۲- مدلسازی سلف کوپل شده ۱۷ ۳-۳-۳- مدار فرمان ۱۸ ۳-۴- تنظیمات حل‌گر ۱۹ ۳-۲- شماتیک نهایی شبیه‌سازی شده ۱۹ ۳-۲- بلوک‌های استخراج شده ۲۰ فصل چهارم نتیجه شبیه‌سازی و بحث ۲۱ ۴-۱- مقدمه ۲۲ ۴-۲- عملکرد در حالت پایدار ۲۲ ۴-۳- تحلیل سوییچینگ نرم در سوییچ اصلی ۲۳ ۴-۴- تحلیل سوییچینگ نرم در دیود‌های خروجی ۲۴ ۴-۵- بررسی راندمان مبدل ۲۵ ۴-۶- مقایسه نتایج با تئوری ۲۶ فصل پنجم نتیجه‌گیری و پیشنهادات ۲۸ ۵-۱- نتیجه‌گیری نهایی ۲۹ ۵-۲- پیشنهادات برای کار‌های آینده ۳۰   فهرست اشکال صفحه شکل ‏۱‌-‌‌۱- بلوک دیاگرام کلی از یک سیستم انرژی تجدیدپذیر متصل به شبکه . ۲ شکل ۱-۲- شماتیک مدار بوست معمولی . ۳ شکل ‏۲-۱- ساختار اصلی مدار . ۷ شکل ‏۲-۲- مدار معادل مود ۱- مسیری که سوییچ بسته است . ۸ شکل ‏۲-۳- مدار معادل مود ۲ - شارژ خازن اسنابر . ۹ شکل ۲-۴- مدار معادل مود ۳ - دیودهای خروجی روشن . ۹ شکل ‏۲-۵- مدار معادل مود ۴ . ۱۰ شکل ۲-۶- مدار معادل مود ۵ . ۱۰ شکل ‏۲-۷- مدار معادل مود ۶ . ۱۱ شکل ۲-۸- نمودار منحنی بهره بر حسب دیوتی سایکل . ۱۲ شکل ۳-۱- پنجره تنظیمات بلوک ماسفت به کارگیری شده . ۱۷ شکل ‏۳-۲- تنظیمات بلوک Pulse Generator به کارگرفته شده . ۱۸ شکل ‏۳-۳- نمای کلی مدار پیاده‌سازی شده در محیط Simulink . 19 شکل ‏۳-۴- نمای کلی مدار پیاده‌سازی شده در محیط Simulinkبه همراه سنسور‌های اندازه گیری . ۲۰ شکل ‏۴-۱- شکل‌موج ولتاژ خروجی در مدار دارای Pulse Generator . 23 شکل ۴-۲- موج‌های ولتاژ و جریان سوییچ اصلی، نشان‌دهنده عملکرد ZVS . 24 شکل ‏۴-۳- شکل‌موج‌های ولتاژ و جریان دیود خروجی، نشان‌دهنده عملکرد ZCS . 25 شکل ‏۴-۴- منحنی راندمان مبدل بر حسب توان خروجی . ۲۶ فهرست جداول صفحه جدول ۳-۱- پارامترهای شبیه‌سازی مبدل ۱۵ جدول ‏۴-۱- مقایسه نتایج تئوری و شبیه‌سازی. ۲۷