بررسی و تحلیل درایوهای تراکشن جریان مستقیم و القایی

اختصاصی از فایلکو بررسی و تحلیل درایوهای تراکشن جریان مستقیم و القایی دانلود با لینک مستقیم و پر سرعت .

فایل بصورت ورد (قابل ویرایش) و در 134 صفحه می باشد.

پیشگفتار

در گذشته بیشتر ماشین های حمل و نقل از ولتاژ DC  ثابت ریل سوم بوسیله درایوهای DC  تغذیه
می شدند. موتورها بوسیله کنترل کننده های نوع مقاومتی، که شتاب لازم را برای ماشین فراهم
می کردند، کنترل می شدند. این سیستم ها همچنین شامل ترمز دینامیکی برای کم کردن شتاب و شامل سیستم های ترمز سایشی جهت پشتیبانی یا تکمیل سیستم های ترمز دینامیکی می باشند.

ولی امروزه الکترونیک قدرت عامل عمده در بهبود سیستم های محرکه پیشرفته شده است. وجود عناصر نیمه هادی و تولید اینورترها باعث کاهش هزینه های راهبری شده اند. گام اول جایگزینی کنتاکتورها با مقاومت ها و بوسیله یکسو کننده های کنترل شده و چاپرهای DC  جهت کنترل توان موتورهای DC  بوده است. در گام دوم کاربرد موتورهای قفس سنجابی با پیشرفت اینورترهای با ولتاژ و فرکانس متغیر (VVVF) ممکن شده است. حتی در این زمینه، راه آهن به عنوان پیشگام در سیستم های الکترونیک قدرت شناخته شده است.

سیستم محرکه AC  درجه بالایی از ترمز احیا کننده را با مقدار بسیار کم تجهیزات ایجاد می کند. مقدار توان احیا شده به فاکتورهای زیادی از جمله مکان ایستگاه و شدت ترافیک بستگی دارد. مطالعات رایانه ای نشان داده اند که احیای توان در سیستم های محرکه AC ، 40 تا 50 درصد در مقایسه با ماشین های معادل که با کنترل کننده های مقاومتی و ترمز دینامیکی کار می کنند بیشتر می باشد.

در نتیجه در حال حاضر اهداف طراحان، سازندگان و استفاده کنندگان سیستم های تراکشن الکتریکی بر اساس قابلیت اطمینان حداکثر، دسترسی آسان، حداقل سرویس و نگهداری و ... همگی با لوکوموتیوهای مدرن با تراکشن القایی تحقق یافته است. در واقع رسیدن به این هدف ناشی از موارد زیر می باشد

الف) امکان استفاده از موتورهای تراکشن القایی ساده و محکم.

ب) الکترونیک قدرت و کنورترهای مدرن .

پ) کنترل و نظارت میکروپروسسوری قوی و خیلی سریع.

این پایان نامه به بررسی و تحلیل درایوهای تراکشن جریان مستقیم و القایی می پردازد.

امید است گردآوری این مجموعه سرآغاز مطالعات و تحقیقات بیشتر در این زمینه گردد.

دانلود پایان نامه تحلیل رفتاری مغناطیسی ماشین القایی تحت ولتاژ هارمونیکی

اختصاصی از فایلکو دانلود پایان نامه تحلیل رفتاری مغناطیسی ماشین القایی تحت ولتاژ هارمونیکی دانلود با لینک مستقیم و پر سرعت .

چکیده:

به یک سیستم الکتریکی که قادر است سازگار با دیگر سیستم های الکتریکی انجام وظیفه کند و تداخلی در کار آنها ایجاد نکند و یا مستعد چنین وضعیتی نباشد «سازگار الکترومغناطیسی» با محیط اطلاق می شود. سازگاری الکترومغناطیسی یک موتور القایی از دو دیدگاه مطرح است. یکی اثر اختلال زای میدان مغناطیسی ناشی از آن در محیط پیرامون و دیگری سوء عملکرد آن که در اثر وجود منابع اختلالات الکترومغناطیسی ناشی از تجهیزات الکتریکی همچون «هارمونیک ها» ایجاد می شود. با استعمال روزافزون ادوات و تجهیزات الکتریکی و نیز مصرف تصاعدی انرژی الکتریکی این منابع الکترومغناطیسی مزاحم نیز افزایش یافته است. در این پایان نامه سازگاری الکترومغناطیسی موتور القایی، از دو دیدگاه یاد شده با استفاده از تحلیل اجزای محدود مورد بررسی قرار می گیرد. در حوزه دیدگاه اول، میدان های مغناطیسی پیرامون یک موتور القایی با مدلسازی سه بعدی موتور، محاسبه می گردد و با نوع دوبعدی آن مورد مقایسه قرار می گیرد. در حوزه دیدگاه دوم، یک مدل مناسب جهت تحلیل موتور القایی تغذیه شونده از ولتاژ غیر سینوسی معرفی می گردد. مزیت مدل فوق الذکر سادگی و دقت آن است. در انتها پایخ مدل پیشنهاد شده در حالات مختلف مورد بررسی قرار می گیرد.

مقدمه:

سازگاری الکترومغناطیسی یک موتور القایی از دو دیدگاه مطرح است. یکی اثر اختلال زای میدان مغناطیسی ناشی از آن در محیط پیرامون و دیگری سوء عملکرد آن که در اثر وجود منابع اختلالات الکترومغناطیسی ناشی از تجهیزات الکتریکی همچون «هارمونیک ها» ایجاد می شود.

در عمل وجود تجهیزات و عناصر با مشخصه غیرخطی و بخصوص ادوات الکترونیک قدرت در بخش های مختلف تولید، انتقال و مصرف موجب پیدایش اعوجاجات هارمونیکی در شکل موج های سینوسی جریان و ولتاژ در شبکه قدرت می شود و این اعوجاجات متاسفانه اثر نامطلوبی روی موتورهای الکتریکی که در صنایع به طور وسیعی مورد استفاده است، دارد.

نیاز به دقت بیشتر و بیشتر در طراحی و تحلیل ماشین های الکتریکی، استفاده از مدل های عددی جهت تعیین میدان های الکتریکی و مغناطیسی را ترویج داده است. به دلیل ساختار هندسی پیچیده ماشین و مشخصه های غیرخطی مواد بکار رفته در آن در بسیاری از موارد تنها روش حل عددی امکان پذیر است.

فصل اول

کلیات

با استعمال روزافزون ادوات و تجهیزات الکتریکی و نیز مصرف تصاعدی انرژی الکتریکی منابع الکترومغناطیسی مزاحم نیز افزایش یافته است.

بررسی آثار مخرب این منابع بر روی عملکرد تجهیزات الکتریکی مجاور نیز اهمیت بسزایی برخوردار است. ادوات الکترونیکی و کامپیوترهای شخصی امروزه در کلیه کارخانه ها و مجتمع های صنعتی مورد استفاده قرار می گیرد به طوری که سیستم های الکترونیکی اندازه گیری، حفاظتی و کنترلی به سرعت جایگزین تجهیزات مشابه مکانیکی و الکترومکانیکی می شوند. این موضوع تحت عنوان «سازگاری الکترومغناطیسی» که به صورت مختصر شده با EMC نیز بیان می گردد، مورد نظر بوده و ضرورت شناخت چگونگی عملکرد تجهیزات الکتریکی در کنار یکدیگر را بیش از پیش مطرح می سازد.

سازگاری الکترومغناطیسی یک موتور القایی از دو دیدگاه مطرح است. یکی اثر اختلال زای میدان مغناطیسی ناشی از آن در محیط پیرامون و دیگری سوء عملکرد آن که در اثر وجود منابع اختلالات الکترومغناطیسی ناشی از تجهیزات الکتریکی همچون «هارمونیک ها» ایجاد می شود.

در عمل وجود تجهیزات و عناصر با مشخصه غیرخطی و بخصوص ادوات الکترونیک قدرت در بخش های مختلف تولید، انتقال و مصرف موجب پیدایش اعوجاجات هارمونیکی در شکل موج های سینوسی جریان و ولتاژ در شبکه قدرت می شود و این اعوجاجات متاسفانه اثر نامطلوبی روی موتوهای الکتریکی که در صنایع به طور وسیعی مورد استفاده است، دارد.

نیاز به دقت بیشتر و بیشتر در طراحی و تحلیل ماشین های الکتریکی، استفاده از مدل های عددی جهت تعیین میدان الکتریکی و مغناطیسی را ترویج داده است. به دلیل ساختار هندسی پیچیده ماشین و مشخصه های غیرخطی مواد بکار رفته در آن در بسیاری از موارد تنها روش حل عددی امکان پذیر است. روش اجزاء محدود (FEM) روشی عددی است که برای این منظور مناسب است. این روش در سال 1940 پیشنهاد شد، اما برای اولین بار 10 سال بعد در زمینه طراحی های مرتبط با دانش هوانوردی و تحلیل سازه بکار گرفته شد. پس از گذشت سال ها، روش اجزای محدود به طور گسترده ای در تقریبا تمام مسائل فیزیک و ریاضی به کار گرفته شد. این روش قادر است تخمین خوبی از تحلیل عملکردی وسائل الکترومغناطیسی ارائه کند.

شامل 114 صفحه فایل pdf

دانلود پایان نامه تغذیه و کنترل ماشین های القایی توسط مبدل های ماتریسی

اختصاصی از فایلکو دانلود پایان نامه تغذیه و کنترل ماشین های القایی توسط مبدل های ماتریسی دانلود با لینک مستقیم و پر سرعت .

مبدل های ماتریسی، در سال های اخیر به خاطر اینکه می توانند جایگزین خوبی برای اینورترهای منبع ولتاژ با مدولاسیون پهنای پالس قرار گیرند مورد توجه ویژه ای قرار گرفته اند. در حقیقت مبدل های ماتریسی توانایی کنترل توان در دو جهت، توانایی تولید شکل موج های سینوسی برای ورودی و خروجی و کنترل ضریب توان واحد را دارند.

البته به خاطر عدم وجود قسمت DC و حذف المان های حجیم و ذخیره کننده انرژی مثل خازن و سلف باعث طراحی مدار به صورت فشرده و کم حجم می شود. دو روش کنترلی به صورت گسترده ای برای کنترل مبدل های ماتریسی به کار برده می شود. اولی بر پایه تابع انتقال مستقیم و دومی بر پایه مدولاسیون بردار فضایی با مزیت الگوریتم ساده کنترلی می باشد.

در این پروژه کنترل دور موتور القایی به روش DTC به طور مفصل بحث می شود از ویژگی های مهم کنترل دور موتور القایی به روش DTC، پایداری، پاسخ سریع گشتاور، نیاز نداشتن به انتقال مختصات، عدم نیاز به مداری جهت تولید پالس های PWM می باشد.

در این پروژه روش جدیدی برای کنترل مبدل های ماتریسی تحت شرایط ضریب توان واحد ورودی، برای پیاده سازی کنترل مستقیم گشتاور در زمینه کنترل ماشین های القایی، مطرح می شود. با بکارگیری این روش کنترلی در حقیقت ما فواید مبدل های ماتریسی را با فواید DTC با هم یکجا داریم.

1-1- مقدمه

انتقال و کنترل انرژی یکی از مهمترین مراحل در مهندسی برق می باشد، در سال های اخیر این کار با به کارگیری نیمه هادی های قدرت و المان های ذخیره کنند انرژی مانند خازن و سلف انجام گرفته است، و بدین ترتیب چندین خانواده مبدل ها همچون یکسوسازها و اینورترها و چاپرها توسعه یافته اند. هریک از این خانواده ها مزایا و محدودیت های خودشان را دارند.

مبدل های ماتریسی، یک توپولوژی مداری پیشرفته ای می باشد که توانایی تبدیل مستقیم Ac/Ac را دارد در این نوع مبدل ها هیچ گونه لینک DC وجود ندارد.

در فصل اول در مورد روش های کنترل مبدل های ماتریسی بحث شده است. تابع انتقال مستقیم و مدولاسیون بردار فضایی دو روش کنترلی جهت کنترل این نوع مبدل ها، توضیح داده شده است. استراتژی مدولاسیون بر پایه این دو روش کنترلی ارائه شده و در پایان فصل اول مبدل ماتریسی بر پایه مدولاسیون بردار فضایی شبیه سازی شده است.

جهت پیاده سازی عملی مبدل های ماتریسی نیازمند کلیدهای دو طرفه می باشیم. این ساختار را می توان توسط دیودها و ترانزیستورهای IGBT که در بازار وجود دارد، طراحی کرد. در فصل دوم در مورد انواع ساختارهای کلیدهای دو طرفه بحث می شود. از طرف دیگر یکی از موضوعات مهم در مبدل های ماتریسی نحوه کموتاسیون جریان در این نوع مبدل هاست. جهت جلوگیری از هرگونه اتصال کوتاه و اتصال باز در مبدل های ماتریسی نحوه کموتاسیون چهار مرحله ای توضیح داده شده و در ادامه پروسه کموتاسیون چهار مرحله ای جهت پیاده سازی در FPGA به زبان VHDL شبیه سازی شده است.

در فصا سوم مروری مختصر بر انواع روش های کنترل موتورها شده است. با ذکر دلایلی روش کنترل مستقیم گشتاور جهت کنترل موتورهای القایی انتخاب می شود.

در فصل چهارم روش کنترل مستقیم گشتاور به تفصیل بحث شده است، در روش کنترل مستقیم گشتاور، گشتاور و شار استاتور به صورت مجزا کنترل می شوند و ولتاژهای اعمالی به گونه ای انتخاب می شوند که خطاهای گشتاور و شار از محدوده خاصی خارج نشود. گشتاور و شار توسط مقایسه کننده های هیسترزیس با مقادیر مرجع متناظر مقایسه شده و خروجی های مقایسه کننده ها به جدول کلیدزنی بهینه اعمال می شوند. این جدول با در نظر گرفتن موقعیت شاراستاتور، بردار ولتاژ مناسب برای موتور را انتخاب می کند. در خاتمه روش کنترل مستقیم گشتاور شبیه سازی شده و نتایج شبیه سازی بررسی می شود.

در فصل پنجم روش جدیدی برای کنترل مبدل های ماتریسی تحت شرایط ضریب توان واحد برای تولید بردارهای ولتاژ مناسبی که جهت پیاده سازی کنترل مستقیم گشتاور برای کنترل ماشین های القایی لازم است مطرح می شود. با بکارگیری این روش کنترلی در حقیقت ما فواید مبدل های ماتریسی را با فواید DTC باهم یکجا داریم.

فصل اول

مبدل های ماتریسی

1-1- مقدمه

در این فصل در مورد مبدل های ماتریسی و دو روش کنترلی که به صورت گسترده ای برای کنترل این نوع مبدل ها به کار می رود، توضیح داده می شود. روش کنترل اولی بر پایه تابع انتقال مستقیم و دومی بر پایه مدولاسیون بردار فضایی می باشد. در این فصل اساس استراتژی مدولاسیون در هر دو روش کنترلی بررسی شده و در خاتمه کنترل مبدل ماتریسی بر پایه SVM شبیه سازی شده و نتایج آن بررسی شده است.

2-1- مبدل های ماتریسی کنترل شده توسط تابع انتقال مستقیم

انتقال و کنترل انرژی یکی از مهمترین مراحل در مهندسی برق می باشد، در سال های اخیر این کار با به کارگیری نیمه هادی های قدرت و المان های ذخیره کننده انرژی مانند خازن و سلف انجام گرفته است، و بدین ترتیب چندین خانواده مبدل ها همچون یکسوسازها و اینورترها و چاپرها توسعه یافته اند. هریک از این خانواده ها مزایا و محدودیت های خودشان را دارند.

مبدل های ماتریسی، یک توپولوژی مداری پیشرفته ای است که توانایی تبدیل مستقیم Ac/Ac را دارد، در این نوع مبدل ها هیچ گونه لینک DC وجود ندارد.

مبدل های ماتریسی شامل آرایه ای از سوئیچ های دو طرفه ای می باشد و به گونه ای مرتب شده است که سه فاز منبع ولتاژ را مستقیما و بدون هیچ لینک DC و یا المان های حجیم ذخیره کننده انرژی به سه فاز طرف بار وصل می کند.

مهمترین مشخصات مبدل های ماتریسی عبارتند از:

1- ساده و فشرده بودن

2- تولید ولتاژ بار، با دامنه و فرکانس دلخواه

3- جریان ورودی و خروجی سینوسی

4- عملکرد با ضریب توان واحد

توسعه این نوع مبدل ها با کار اولیه آقایان venturini و Alesina آغاز شد آنها مدار قدرت این نوع مبدل ها را مانند ماتریسی از سوئیچ های قدرت دو طرفه ای قرار دادند و اسم مبدل های ماتریسی را برای آنها برگزیدند. روش مدولاسیون آنها به تابع انتقال مستقیم معروف می باشد که در آن ولتاژ خروجی از حاصل ضرب ماتریس مدولاسیون در ولتاژ ورودی به دست می آید.

دو مشکل اساسی و اولیه در توسعه این نوع مبدل ها وجود داشت اولی کنترل کلیدهای دوطرفه استفاده شده در مبدل ماتریسی به گونه ای که هیچ گونه اضافه جریان و پیک های اضافه ولتاژ که می توانند نیمه هادی های قدرت را بسوزانند، وجود نداشته باشد خیلی مشکل بود. این مشکل با ارائه مقالاتی در زمینه استراتژی کموتاسیون چند مرحله ای برطرف شد.

مشکل دوم در گسترش مبدل های ماتریسی تعداد زیاد المان های قدرت جهت پیاده سازی کلیدهای دوطرفه بود این مشکل نیز امروزه با پیشرفت تئوری نیمه هادی ها و قرار دادن مدارات قدرت حتی در یک مدار مجتمع مرتفع شده است.

شامل 148 صفحه فایل pdf

تغذیه و کنترل ماشین های القایی توسط مبدل های ماتریسی

اختصاصی از فایلکو تغذیه و کنترل ماشین های القایی توسط مبدل های ماتریسی دانلود با لینک مستقیم و پر سرعت .

چکیده

مبدل های ماتریسی، در سال های اخیر به خاطر اینکه می توانند جایگزین خوبی برای اینورترهای منبع ولتاژ با مدولاسیون پهنای پالس قرار گیرند مورد توجه ویژه ای قرار گرفته اند. در حقیقت مبدل های ماتریسی توانایی کنترل توان در دو جهت، توانایی تولید شکل موج های سینوسی برای ورودی و خروجی و کنترل ضریب توان واحد را دارند.

البته به خاطر عدم وجود قسمت DC و حذف المان های حجیم و ذخیره کننده انرژی مثل خازن و سلف باعث طراحی مدار به صورت فشرده و کم حجم می شود. دو روش کنترلی به صورت گسترده ای برای کنترل مبدل های ماتریسی به کار برده می شود. اولی بر پایه تابع انتقال مستقیم و دومی بر پایه مدولاسیون بردار فضایی با مزیت الگوریتم ساده کنترلی می باشد.

در این پروژه کنترل دور موتور القایی به روش DTC به طور مفصل بحث می شود از ویژگی های مهم کنترل دور موتور القایی به روش DTC، پایداری، پاسخ سریع گشتاور، نیاز نداشتن به انتقال مختصات، عدم نیاز به مداری جهت تولید پالس های PWM می باشد.

در این پروژه روش جدیدی برای کنترل مبدل های ماتریسی تحت شرایط ضریب توان واحد ورودی، برای پیاده سازی کنترل مستقیم گشتاور در زمینه کنترل ماشین های القایی، مطرح می شود. با بکارگیری این روش کنترلی در حقیقت ما فواید مبدل های ماتریسی را با فواید DTC با هم یکجا داریم.

فرمت PDF

تعداد صفحات 148

کوره های القایی

اختصاصی از فایلکو کوره های القایی دانلود با لینک مستقیم و پر سرعت .

کوره های القایی

کوره های القایی در مقایسه با کوره های سوخت فسیلی دارای مزایای فراوانی از جمله دقت بیشتر ، تمیزی و تلفات گرمایی کمتر و ... است . همچنین در کوره هایی که در آنها از روشهای دیگر ، غیر القاء استفاده می شود ، اندازه کوره بسیار بزرگ بوده و در زمان راه اندازی و خاموش کردن آنها طولانی است .

عبور جریان از یک سیم پیچ و استفاده از میدان مغناطیسی برای ایجاد جریان در هسته سیم پیچ ، اساس کار کوره های القایی را تشکیل می دهد . در این کوره ها از حرارت ایجاد شده توسط تلفات فوکو و هیسترزیس برای ذوب فلزات یا هرگونه عملیات حرارتی استفاده می شود .

نخستین کوره القایی که مورد بهره برداری قرار گرفت از شبکه اصلی قدرت تغذیه میشد و هیچگونه تبدیل فرکانسی صورت نمی گرفت . با توجه به اینکه افزایش فرکانس تغذیه کوره موجب کاهش ابعاد آن و بالا رفتن توان (تلفات) می شود ، برای رسیدن به این هدف ، در ابتدا منابع تغذیه موتور ژنراتوری مورد استفاده واقع گردید .

هر چند با این منابع می توان فرکانس را تا حدودی بالا برد ، ولی محدودیت فرکانس و عدم قابلیت تغییر آن و در نهایت عدم تطبیق سیستم تغذیه با کوره ، دو عیب اساسی این سیستمها به شمار میرفت . با توجه به این معایب ورود عناصر نیمه هادی به حیطه صنعت موجب گردید منابع تغذیه استاتیک جایگزین منابع قبلی شوند .

در سال ۱۸۳۱ میلادی مایکل فارادی (Faraday) با ارائه این مطلب که اگر از سیم پیچ اولیه ای جریان متغیری عبور کند ، در سیم پیچ ثانویه مجاورش نیز جریان القاء میشود ، تئوری گرمایش القایی را بنا نهاد . علت اصلی این پدیده القاء ، تغییرات شار در مدار بسته ثانویه است که از جریان متناوب اولیه ناشی میشود .

نزدیک به یکصد سال این اصل در موتورها، ژنراتورها ، ترانسفورماتور ها ، وسایل ارتباط رادیویی و ... بکار گرفته می شد و هر اثر گرمایی در مدارهای مغناطیسی به عنوان یک عنصر نا مطلوب شناخته می شد . در راستای مقابله با اثرات حرارتی در مدارهای مغناطیسی و الکتریکی از سوی مهندسین گامهای موثری برداشته شد . آنها توانستند با مورق نمودن هستهِ مغناطیسی موتورها و ترانسفورماتورها ، جریان فوکو(Eddy Current) را که عامل تلفات حرارتی بود مینیمم نمایند

به دنبال آزمایشات فارادی ، قوانین متعددی پیشنهاد شد . قوانین لنز (Lenz) و نیومن (Neuman) نشان دادند که جریان القاء‌ شده با شار القایی مخالفت کرده و به طور مستقیم با فرکتنس متناسب می باشد .

فوکو (Focault) در سال ۱۸۶۳ در مقاله ای تحت عنوان "القاء جریان در هسته" (The Induction Of Current in Cores) که توسط هویساید (Heviside) منتشر گردید نظریه ای راجع به جریان فوکو ارائه داد و در رابطه با انتقال انرژی از یک کویل به یک هسته توپر بحث نمود . علاوه بر افراد فوق ، تامسون (Thomson) نیز در ارائه نظریه گرمایش از طریق القاء سهم بسزایی داشت

در اواخر قرن نوزدهم استفاده از تلفات فوکو و هیسترزیس به عنوان منبع گرمایش القائی از طرف مهندسین مطرح شد . همچنین در اوایل قرن اخیر در کشورهای فرانسه ، سوئد و ایتالیا بر اساس استفاده از خازنهای جبران کننده توان راکتیو پیشنهاداتی برای کوره های القایی بدون هسته ارائه شد . در این پیشنهادات بیشتر ذوب فلزات در فرکانسهای میانی مورد نظر بود .

تعداد صفحات: 10