درس الکترونیک قدرت از دروس اصلی مهندسی برق در گرایش الکترونیک قدرت در دوره ارشد و گرایش قدرت در دوره کارشناسی است.
این درس مباحث مختلفی دارد که شبیه سازی و برنامه نویسی آن ها در متلب از جهات مختلف حایز اهمیت است.
تعریف الکترونیک قدرت
الکترونیک قدرت (الکترونیک صنعتی) شاخه ای از مهندسی برق است که در خصوص طراحی و ساخت انواع کانورترها (مبدل ها) به کمک مدارت و ادوات الکترونیک قدرت بحث می نماید.
هدف از درس الکترونیک قدرت
هدف اصلی از درس الکترونیک قدرت آشنایی با ادوات و تجهیزات، مدارات و کنترل مبدل های الکترونیک قدرت به همراه کاربردهای آن ها در صنعت می باشد.
دلایل اهمیت مبدل های طراحی شده به کمک الکترونیک صنعتی
دلایل این اهمیت را می توان از دو جنبه مورد بررسی قرار داد:
- تولید انرژی
- مصرف انرژی
دلایل این اهمیت را می توان از دو جنبه مورد بررسی قرار داد:
- تولید انرژی
- مصرف انرژی
- انعطاف پذیری
- دلایل اقتصادی (هزینه نسبتا پایین طراحی و ساخت)
- حجم و وزن کم
در این میان تولید و مصرف انرژی از اهیمت زیادی برخوردار است که در ادامه به بررسی آن می پردازیم.از دیدگاه تولید انرژی اهمیت این مبدل ها از آنجاست که حرکت به سمت انرژی های تجدپذیر روز به روز در حال افزایش است.
از طرفی فرکانس و دامنه ولتاژ نیروگاه های تولید پراکنده (بادی و خورشیدی) با سیستم تولید، انتقال و توزیع قدرت یکسان نیست و این فرکانس و ولتاژ باید به فرکانس شبکه قدرت تبدیل شود و اینجاست که سروکله این کانورترها پیدا می شود.
در بخش مصرف نیز برخی از دستگاه های مصرف کننده در بخش تجاری، خانگی و صنعتی مانند کولرها گازی و … با فرکانس و ولتاژ متداول شبکه قدرت کار نمی کنند در نتیجه در آن ها نیز باید تبدیل فرکانس و ولتاژ انجام گیرد که باز هم به ادوات الکترونیک قدرت نیاز است.
مباحث مهم برنامه نویسی و شبیه سازی الکترونیک قدرت با متلب
در درس الکترونیک قدرت مباحث مهمی وجود دارد که معمولا مدارت آن ها در متلب برنامه نویسی و شبیه سازی می شود که برخی از مهم ترین های آن ها عبارتند از:
دیاک (DIAC)
تریاک (TRIAC)
کانورترهای غیر ایزوله
- مبدل باک (Buck Converter)
- مبدل بوست (Boost Converter)
- مبدل کاک (Cuk Converter)
کانورترهای ایزوله
- ترانسفورمر در مبدل DC-DC
- مبدل پوش-پول (Push-Pull Converter)
- مبدل فلای بک (Fly Back)
ترانزيستور ماسفت قدرت (Power Mosfet)
ترانزيستور با كيت مجزا شده GTO ،IGBT و ادوات مغناطیسی
کموتاسیون و مدارهای کمو تاسیون در مبدل های الكترونیك قدرت
مدارهاى ضربه گير (Snubbers)
پروژه های متلب مدار ضربه گیر مباحث زیر را شامل می شود:
- ضربه گير قطع
- ضربه گير وصل
- ضربه گیر اضافه ولتاژ
- تحلیل ضربه گیر RC
- تحلیل ضربه گیر RCD
مبدلهای AC/AC
پروژه های متلب مبدل های AC/AC مباحث زیر را شامل می شود:
- برشگرهای جریان متناوب تكفاز و سه فاز
- سيكلو كانورترها
- مبدل هاى AC/AC با پيونده DC
مبدل های DC/AC
پروژه های متلب مبدل های DC/AC مباحث زیر را شامل می شود:
- اینور ترهای منبع ولتاژ (VSI)
- منبع جریان(CSI) تکفاز و سه فاز و روشهای بهبود شکل موج خروجی آنها
مبدلهایDC/DC
پروژه های متلب مبدلهایDC/DC نیز مباحث زیر را شامل می شود:
- تحلیل انواع مبدلهای جریان دایم و عملکرد مبدل در جریان پیوسته و ناپیوسته و کاربردهای صنعتی آنها
مباحث شبیه سازی شده از درس الکترونیک قدرت با متلب در مسترپیپر
برخی از مباحث درس الکترونیک قدرت که توسط برنامه نویسان مسترپیپر برنامه نویسی یا شبیه سازی شده است عبارتند از:
- Power Factor Correction (PFC)
- سیکلوکانورتر سه فاز به سه فاز(سیکلوکانورتر به روش سریع، به روش ثابت و به روش متغیر)
- مبدل ماتریسی
- مبدل DC-DC تمام پل
- کنترل اینورتر (به روش مدلاسیون پهنای پالس، SVPWM و …)
برخی پروژه های انجام شده الکرونیک قدرت با متلب
برخی از مقالات درس الکترونیک قدرت که با نرم افزار متلب در مسترپیپر شبیه سازی شده اند عبارتند از:
- شبیه سازی مقاله Research and Simulation of Active Power, IEEE 2011 Factor Correction
- شبیه سازی مقاله An Adjustable-Speed PFC Bridgeless Buck–Boost Converter-Fed BLDC Motor Drive, IEEE 2014.
- شبیه سازی مقاله Increasing the Voltage of PFN Impulse Generator Capacitors by Converting it to Boost Converter, IEEE 2013.
با سلام و خسته نباشید آیا شبیه سازی های انجام شده دارای توضیحات کامل است؟
با سلام
بله تمامی شبیه سازی های انجام شده دارای توضیحات کامل است.