مقاله درمورد دانلود قابلیت اطمینان و مؤلفه‌های

دانلود پایان نامه

مبدل توان پایه فرضی نشان داده شده در شکل 1-3 اگرچه یک وسیله عملی نیست ولی وسیله آموزش مفیدی برای نمایش اصول تبدیل و کنترل توان الکتریکی است این وسیله یک شبکه دو دهانه شامل پنج کلید است. کلیدهای S1 و S2 اتصال مستقیم به ترتیب بین سرهای ورودی (تغذیه) یعنی I1 و I2 و سرهای خروجی (بار) یعنی O1 و O2 ایجاد می‌کند در حالی که کلیدهای S3 و S4 اتصال ضربدری بین سرهای ورودی و خروجی ایجاد می‌کند.


منبع تغذیه که نوعاً یک منبع ولتاژ خواه dc، خواه ac است توان الکتریکی را از طریق مبدل به بار می‌رساند. بارهای واقعی معمولاً مؤلفه القای قابل توجهی دارند و بنابراین در ملاحظات بعدی باری از نوع مقاومتی ـ القایی (بار RL) در نظر گرفته می‌شود برای حفظ یک مسیر بسته برای جریان بار یک کلید S5 بین سرهای خروجی مبدل وصل می‌شود و هنگامی که کلید‌های S1 تا S4 باز باشند بسته می‌شود. فرض می‌شود که کلیدها به صورت لحظه‌ای و همزمان باز و بسته می‌شوند. بنابراین برای مبدل پایه تنها سه حالت زیر را می‌توان درنظر گرفت.
حالت (0): کلیدهای S1 تا S4 باز بوده و کلید S5 بسته است، که در نتیجه سرهای خروجی اتصال کوتاه می‌شوند و مسیری برای جریان خروجی، در صورت وجود، ایجاد می‌شود. ولتاژ خروجی صفر است سرهای ورودی از سرهای خروجی مجزا هستند به گونه‌ای که جریان ورودی هم صفر است.
حالت (1): کلیدهای S1 و S2 بسته و بقیه باز است ولتاژ خروجی با ولتاژ ورودی و جریان ورودی با جریان خروجی برابر است.
حالت (2): کلیدهای S3 و S4 بسته به بقیه باز می‌باشند. حال ولتاژ و جریان خروجی، به ترتیب منفی ولتاژ و جریان ورودی‌اند.
حال با توجه به این مبدل پایه می‌توان تمامی حالات مبدلهای توان را پیاده سازی کرد و چون مدنظر ما در این بحث اینورترها است به طرح این موضوع بسنده می‌کنیم. اگر تولید ولتاژ ac موردنظر باشد و مبدل پایه از یک مبدل dc تغذیه شود بطوری که ولتاژ ورودی مانند شکل 4-1 باشد.

جستجو در سایت ما :


شکل 1-4. شکل موج ولتاژ ورودی dc
کلیدها برای هر نیم دوره فرکانس خروجی موردنظر حالتهای 1 و 2 با هم جابجا می‌شوند. به این ترتیب سرهای ورودی به طور متناوب، به طور مستقیم و ضربدری به سرهای خروجی وصل می‌شوند و شکل موج ac را اگرچه مطابق شکل 1-5 غیر سینوسی بدست می‌آورند. جریان خروجی از قسمتهایی با تابع افزایشی و با تابع کاهشی تشکیل شده است که خاص شرایط‌گذاری یک مدارRLدر معرض تحریک dc است در اینجا هم به علت تضعیف ناشی از اندوکتانس بار شکل موج جریان نسبت به شکل موج ولتاژ به سینوسی مطلوب نزدیک‌تر است. در عمل، تبدیل توان dc به ac بوسیله اینورترهای الکترونیک قدرت صورت می‌گیرد. در موردی که تشریح شد گفته می‌شود که اینورتر پایه در حالت موج مربعی کار می‌کند. واضح است که اگر قرار باشد ولتاژ ورودی یا خروجی ولتاژ ac سه فاز باشد شکل‌بندی مبدل‌توان پایه به صورت مناسبی گسترش می‌یابد.
شکل 1-5.شکل موجهای ولتاژ و جریان خروجی در اینورتر پایه
به طور مشابه مبدلهای الکترونیک قدرت, شبکه‌ای از کلیدهای قدرت نیمرسانا هستند که دیودهای قدرت را نیز شامل می‌شوند. از عناصر دیگری مانند القاگرها. خازنها، فیوزها و مدارهای کمکی علاوه بر کلیدها, به منظورهای مختلف در مدارهای قدرت مبدلهای الکترونیک قدرت استفاده می‌شود با وجود این در اکثر این مبدلها اصول کار بنیادی همان است که در مورد مبدلهای پایه مطرح شد.
1-2-1 مبدلهای dc به ac “inverter”
تبدیل dc به ac توسط اینورتر تحقق می‌یابد. اینورتر از یک منبع dc تغذیه می‌شود ولی ولتاژ و جریان خروجی ac مؤلفه‌های بزرگی با دامنه و فرکانس قابل تنظیم دارند. بسته به نوع منبع اینورترهای ولتاژ (IVSI) و اینورترهای جریان (ICSI)، مشخص می‌شوند علاوه بر یکسوکننده‌ها اینورترهای ولتاژ متداول‌ترین مبدلهای الکترونیک قدرت به شمار می‌روند. ولتاژ ورودی dc برای اینورتر ولتاژ از یک یکسوکننده معمولاً کنترل شونده دیویدی یا از دیگر منابع dc (مانند باطری و…) تأمین می‌شود.
اینورترها را می‌توان با هر تعداد فاز خروجی ساخت. در عمل اینورترهای تکفاز و سه فاز بیشتر به کار می‌روند. اخیراً ساخت موتورهای ac با بیشتر از سه فاز به منظور بالا بردن قابلیت اطمینان در بعضی کاربردهای خاص پیشنهاد شده است. چنین موتورهایی از اینورترهای چندفاز مناسب تغذیه می‌شوند.
امروزه تقریباً تنها از کلیدهای قدرت نیمرسانای تمام کنترل شونده عمدتاً IGBT (در اینورتر با توان متوسط) و GTO (در اینورترهای با توان بالا) استفاده می‌شود.
کلیدهای هر ساق اینورتر نباید همزمان روشن باشد چون باعث اتصال کوتاه شدن منبع می‌شود. این حالت اتصال کوتاه ساق نامیده می‌شود.
کلیدهای نیمرسانا حتی کلیدهای سریع برای رفتن از یک حالت هدایت به حالت دیگر به زمانهای گذاری معینی نیاز دارند بنابراین در عمل برای اجتناب از اتصال کوتاه ساق هر کلید کمی قبل از روشن شدن کلید دیگر همان ساق خاموش می‌شود بازه زمانی میان سیگنالهای خاموش و روشن کلیدها ، زمان تهی یا زمان مرده نامیده می‌شود.
وقتی که جهت جریان خروجی، io به گونه‌ای است که نمی‌تواند در کلیدی که روشن شده است جریان یابد دیود آزاد چرخ موازی ، با کلید یک مسیر بسته برای جریان فراهم می‌کند.
اگر بار کاملاً مقاومتی باشد وجود دیود آزاد چرخ لزومی ندارد اما در غیراینصورت قطع جریان در اندوکتانس بار باعث اضافه ولتاژهای خطرناک می‌شود.
گفته می‌شود که دیودهای آزاد چرخ جریان راکتیو یعنی مؤلفه‌ای از جریان خروجی را که نود درجه نسبت به مولفه اصلی ولتاژ خروجی تأخیر دارد هدایت می‌کند.
2.2.1 هارمونیک ها در سیستم های الکتریکی
یکی از بزرگترین مشکلاتی کیفیت توان وجود مشخصه های هارمونیکی در سیستم های الکتریکی است. به طور کلی هارمونیک ها به دو دسته تقسیم می شوند:
مطلب مرتبط :   مقاله درمورد نظریه پاره گروه بزهکار آلبرت کوهن و نظریه یادگیری اجتماعی

هارمونیک های ولتاژ
هارمونیک های جریان
هارمونیک های جریان معمولا” به دلیل وجود هارمونیک در منبع ولتاژ تولید می شوند و به نوع بار که خازنی مقاومتی و یا سلفی است بستگی دارند. هر دو نوع هارمونیک به وسیله ی منبع یا بار تولید می شوند. هارمونیک هایی که به وسیله ی بار تولید می شوند به دلیل وجود رفتارهای غیرخطی تجهیزات هستند که شامل مبدل های توان ، ابزارهای تفکیک نور دشارژ گازی و… می باشد.