افراد, فارغ التحصیلان دکترا

عنوان پروژه: بهبود عملکرد مبدل چندسطحی پل متوالی در برابر خطای مبدل

چکیده پروژه: قابلیت خطاپذیری اینورتر چندسطحی پل متوالی، بعلت کاربرد توان زیاد و همچنین تعداد زیاد عناصر نیمه‌‌هادی در ساختار آن از اهمیت ویژه‌ای برخوردار است. در این پژوهش، هدف بهبود عملکرد اینورتر چندسطحی پل متوالی در شرایط وقوع خطا در مبدل می‌‌باشد. در یک مبدل با قابلیت خطاپذیری، در مرحله اول نیاز به تشخیص سریع و دقیق خطا است. پس از تشخیص سلول معیوب و حذف آن، جهت تولید ولتاژ خط خروجی متعادل و بیشینه، بایستی روش مناسب جهت کنترل مبدل مورد استفاده قرار ‌‌گیرد. بنابراین جهت بهبود عملکرد مبدل در شرایط بعد از خطا، هر دو مرحله اشاره شده، بصورت جداگانه بررسی می‌‌شود. در این رساله، ابتدا ضمن معرفی اینورتر چندسطحی پل متوالی و نحوه عملکرد آن در شرایط عادی و خطا، روشهای موجود برای تشخیص خطا و همچنین مقاوم‌‌سازی مبدل در برابر خطا اشاره می‌‌شود. لازم به ذکر است که روش‌‌های کنترل اینورتر در شرایط بعد از خطا به دو گروه روش‌‌های برداری و شکل‌‌موجی دسته‌‌بندی شده و مزایا و معایب هر روش مقایسه می‌‌گردد. در ادامه روش جدیدی جهت تشخیص خطا در این مبدل ارائه می‌‌شود. این روش بر اساس مقایسه ولتاژ خروجی هر فاز اینورتر با مقدار مرجع آن عمل کرده و در صورت خطای اتصال‌‌کوتاه و همچنین مدارباز در هر یک از کلیدهای نیمه‌‌هادی، سلول معیوب را شناسایی می­کند. روش پیشنهادی نه تنها سریع و دقیق بوده، بلکه روشی ساده با حجم محاسباتی کم محسوب می‌‌شود. در نهایت روش پیشنهادی از نظر سرعت و دقت تشخیص خطا با روش‌‌های موجود مقایسه می‌‌گردد. در بخش بعدی این رساله، با توجه به اثرات مخرب ولتاژ مدمشترک بر موتور الکتریکی و تجهیزات جانبی آن، هدف کاهش این ولتاژ در شرایط بعد خطا می‌‌باشد، بشرطی که اینورتر همچنان بتواند بیشینه ولتاژ خط متعادل در خروجی را در صورت نیاز تولید نماید. با توجه به شرایطی که امکان کاهش ولتاژ مدمشترک وجود دارد، دو طرح پیشنهاد می‌‌گردد. در طرح اول روشی جهت انتخاب وضعیت کاری بهینه با هدف کاهش مولفه اصلی ولتاژ مدمشترک ارائه می‌‌شود. در طرح دوم پیشنهادی، با کاهش ولتاژ خروجی از بیشینه مقدار آن، ولتاژ مدمشترک متناسب با آن کاهش می‌‌یابد. در نهایت روش کلی پیشنهادی شامل هر دو طرح بوده که باعث کاهش ولتاژ مدمشترک در حالت‌‌های مختلف خطا در اینورتر می‌‌گردد. همچنین اگر چه هدف در این بخش، کاهش ولتاژ مدمشترک می‌‌باشد، ولی اعوجاج هارمونیکی جریان ورودی نیز مورد بررسی قرار می‌‌گیرد. در نهایت نمونه توان پایین یک اینورتر 11 سطحی پل متوالی در آزمایشگاه‌‌های الکترونیک قدرت دانشگاه فدریکو سانتا ماریا شیلی و همچنین دانشگاه صنعتی شریف، پیاده‌‌سازی شده و نتایج عملی با نتایج حاصل از تئوری و شبیه‌‌سازی مقایسه می‌‌شود. نتایج، نشان‌‌دهنده کارایی روش‌‌های پیشنهادی جهت تشخیص خطا و همچنین بهبود عملکرد مبدل در شرایط بعد از خطا می‌‌باشد.