طراحی و شبیه سازی اینورتر سه سطحی
نوع فایل: word (قابل ویرایش)
تعداد صفحات : 155 صفحه
چکیده
اینورترها می توانند از یک ولتاژ dc ثابت یا متغیر،ولتاژهای ac تکفاز وسه فاز تولید نمایند.روش های گوناگونی برای کنترل ولتاژ خروجی اینورتروجود دارد که در این پایانامه از یک سیستم اینورتر با ورودی پنل خورشیدی معرفی شده است .در این سیستم ابتدا ولتاژ حاصل از پنل خورشیدی توسط یک مبدل بوست،به ولتاژ تنظیم شده تبدیل می گردد.سپس این ولتاژDC با استفاده ازیک اینورتر سه سطحی با کنترل SVM به ولتاژ متناوب تبدیل می شود.استفاده ازاینورتر سه سطحی باعث کاهش فرکانس کلید زنی وکاهش تلفات می شود.برای بررسی صحت عملکرد،سیستم درمحیط simulinkنرم افزار matlabشبیه سازی شده است.
فهرست مطالب
فصل اول: مقدمه 2
۱-۱-مقدمه 2
۱-۱-۱-کاربردهای اینورتر در صنعت : 3
۱-۲-دسته بندی اینورترها از لحاظ کارکرد : 3
۱-۲-۱-اصول کار مدارات اینورتر: 4
۱-۳-ویژگی های اینورتر 8
فصل دوم: مروری بر گذشته 12
۲-۱-انواع اینورترها 12
۲-۱-۱-اینورتر های ولتاژ 13
۲-۱-۲-اینورتر تکفاز 15
۲-۱-۳-اینورتر سه فاز 27
۲-۱-۴-اینورتر از لحاظ تعداد سطوح: 36
۲-۱-۵-انواع اینورتر چند سطحی: 38
۲-۱-۶مزایا ومعایب اینورتر چند سطحی 39
۲-۱-۶-۱-مزایا 40
۲-۱-۶-۲معایب: 40
۲-۲-طراحی های پیشرفته : 40
فصل سوم: مدلسازی 43
۳-۱-انواع مدلاسیون فضای برداری 43
۳-۱-۱-مدولاسیون پهنای پالس سینوسی (SPWM) 43
۳-۱-۲-مدولاسیون هیسترزیس 44
۳-۱-۳-اجرای محاسبات SVM با استفاده از تکنیک کلاسه بندی بردارها 45
۳-۳-مطالعه مدارهای اصلی از مبدل های سه سطحی 50
۳-۳-۱-توپولوژی مدار و اصل کار کردن از مبدل های سه سطحی: 50
۳-۳-۲-مدل بندی ریاضی مبدل سه سطحی: 51
۳-۳-۳-بردار های سه سطحی: 53
۳-۴-تئوریSVM : 54
۳-۵-تجزیه و تحلیل برداری اینورتر سه فاز: 57
۳-۶-اینورتر سه سطحی NPC: 62
فصل چهارم:سیستم خورشیدی 67
۴-۱-تحلیل و عملکرد سلول خورشیدی 67
۴-۱-۱-معرفی انرژی خورشیدی و چگونگی تولید آن 67
۴-۲-تاریخچه استفاده از انرژی خورشیدی 68
۴-۳-مزایا و معایب انرژی خورشیدی 69
۴-۴-تاریخچه سلول های خورشیدی 71
۴-۵-علل احتیاج به سلول خورشیدی 71
۴-۶-انواع سلول های خورشیدی 72
۴-۶-۱-سلول های تکبلوری 72
۴-۶-۲- سلولهای چندبلوری 72
۴-۶-۳-سیلیسیم بی شکل 72
۴-۷-سیلیکون چگونه سلول خورشیدی را میسازد؟ 73
۴-۷-۱-ساخت سلول های خورشیدی 75
۴-۷-۲-سلول های خورشیدی پیشرفته 75
۴-۸-تشریح یک سلول 76
۴-۹-سیستم های فتوولتائیک 78
۴-۹-۱-معرفی پدیده فتوولتائیک 78
۴-۹-۲-معرفی سیستم های فتوولتائیک و مزایا و معایب این سیستم ها 79
۴-۹-۲-۱-مزایای تولید الکتریسته با استفاده از سیستم های فتوولتائیک 79
۴-۹-۲-۲-معایب سیستم های فتوولتائیک 80
۴-۹-۳-کاربرد سیستم های فتو ولتائیک 80
۴-۹-۴-آشنایی با بخش های مختلف یک سیستم فتو ولتائیک کامل 81
۴-۹-۵-راندمان سلول های خورشیدی 82
۴-۹-۶تاثیر افزایش درجه حرارت محیط بر پارامترهای مشخصه الکتریکی سلول خورشیدی 82
۴-۹-۷-تاثیر تغییر میزان انرژی جذب شده از خورشید در منحنی مشخصه الکتریکی سلول خورشیدی 83
۴-۹-۸-افزایش راندمان سلول های فتوولتائیک 83
۴-۱۰-اجزای سیستم های فتوولتائیک 85
۴-۱۰-۱-پنل یا مدول خورشیدی 85
۴-۱۰-۲-تنظیم کننده 86
۴-۱۰-۳واحد ذخیره سازی انرژی در سیستم های فوتوولتائیک 86
۴-۱۰-۴-تنظیم کننده ولتاژ خروجی 87
۴-۱۰-۵-اینورتر ولتاژ 88
۴-۱۱-طبقه بندی سیستم های فوتوولتائیک از لحاظ نحوه تامین بار مصرف کننده 88
فصل پنجم:شبیه سازی 91
۵-۱-مقایسه اینورتر های چند سطحی با یکدیگر 91
۵-۲-شبیه سازی انواع مختلف اینورترها و حذف هارمونیک ها 93
۵-۲-۱-مدار شبیه سازی شده یک اینورتر تکفاز و ارائه نتایج 93
۵-۲-۲-مدار شبیه سازی شده یک اینورتر سه فاز تمام پل 95
۵-۲-۳-ولتاژ خروجی اینورتر 96
۵-۲-۴-شبیه سازی اینورتر دو سطحی 98
۵-۲-۵-شبیه سازی اینورتر سه سطحی 100
۵-۲-۶-فیلتر کردن ولتاژ خروجی و حذف هارمونیکهای ولتاژ خروجی 101
۵-۳-شبیه سازی اینورترهای چند طبقه و مینیمم کردن میزان THD در آن 104
۵-۳-۱-ساختار اینورتر 104
۵-۳-۲-عناصر و اجزای استفاده شده در شبیه سازی 104
۵-۳-۳-مدار شبیه سازی شده اینورتر هفت سطحی 105
۵-۳-۴-ولتاژ خروجی اینورتر هفت سطحی و میزان THD به ازای شاخص مدولاسیون M=0.7 106
۵-۳-۵-ولتاژ خروجی اینورتر و میزان THD به ازای شاخص مدولاسیون M=0.8 108
۵-۳-۶-ولتاژ خروجی اینورتر و میزان THD به ازای شاخص مدولاسیون M=0.84 109
۵-۳-۷-ولتاژ خروجی اینورتر و میزان THD به ازای شاخص مدولاسیون M=0.9 110
۵-۳-۸-مقایسه میزانTHD حاصل از شبیه سازی به ازای چهار شاخص مدولاسیون مختلف 111
۵-۳-۹-نحوه محاسبه زوایای کلید زنی در متلب 112
۵-۳-۱۰-سایر موارد 112
۵-۴-طراحی و شبیه سازی یک نمونه فیلتر برای سیستم فتوولتائیک 114
نتیجه گیری: 130
طراحی و شبیه سازی اینورتر سه سطحی
نوع فایل: word (قابل ویرایش)
تعداد صفحات : 155 صفحه
چکیده
اینورترها می توانند از یک ولتاژ dc ثابت یا متغیر،ولتاژهای ac تکفاز وسه فاز تولید نمایند.روش های گوناگونی برای کنترل ولتاژ خروجی اینورتروجود دارد که در این پایانامه از یک سیستم اینورتر با ورودی پنل خورشیدی معرفی شده است .در این سیستم ابتدا ولتاژ حاصل از پنل خورشیدی توسط یک مبدل بوست،به ولتاژ تنظیم شده تبدیل می گردد.سپس این ولتاژDC با استفاده ازیک اینورتر سه سطحی با کنترل SVM به ولتاژ متناوب تبدیل می شود.استفاده ازاینورتر سه سطحی باعث کاهش فرکانس کلید زنی وکاهش تلفات می شود.برای بررسی صحت عملکرد،سیستم درمحیط simulinkنرم افزار matlabشبیه سازی شده است.
فهرست مطالب
فصل اول: مقدمه 2
۱-۱-مقدمه 2
۱-۱-۱-کاربردهای اینورتر در صنعت : 3
۱-۲-دسته بندی اینورترها از لحاظ کارکرد : 3
۱-۲-۱-اصول کار مدارات اینورتر: 4
۱-۳-ویژگی های اینورتر 8
فصل دوم: مروری بر گذشته 12
۲-۱-انواع اینورترها 12
۲-۱-۱-اینورتر های ولتاژ 13
۲-۱-۲-اینورتر تکفاز 15
۲-۱-۳-اینورتر سه فاز 27
۲-۱-۴-اینورتر از لحاظ تعداد سطوح: 36
۲-۱-۵-انواع اینورتر چند سطحی: 38
۲-۱-۶مزایا ومعایب اینورتر چند سطحی 39
۲-۱-۶-۱-مزایا 40
۲-۱-۶-۲معایب: 40
۲-۲-طراحی های پیشرفته : 40
فصل سوم: مدلسازی 43
۳-۱-انواع مدلاسیون فضای برداری 43
۳-۱-۱-مدولاسیون پهنای پالس سینوسی (SPWM) 43
۳-۱-۲-مدولاسیون هیسترزیس 44
۳-۱-۳-اجرای محاسبات SVM با استفاده از تکنیک کلاسه بندی بردارها 45
۳-۳-مطالعه مدارهای اصلی از مبدل های سه سطحی 50
۳-۳-۱-توپولوژی مدار و اصل کار کردن از مبدل های سه سطحی: 50
۳-۳-۲-مدل بندی ریاضی مبدل سه سطحی: 51
۳-۳-۳-بردار های سه سطحی: 53
۳-۴-تئوریSVM : 54
۳-۵-تجزیه و تحلیل برداری اینورتر سه فاز: 57
۳-۶-اینورتر سه سطحی NPC: 62
فصل چهارم:سیستم خورشیدی 67
۴-۱-تحلیل و عملکرد سلول خورشیدی 67
۴-۱-۱-معرفی انرژی خورشیدی و چگونگی تولید آن 67
۴-۲-تاریخچه استفاده از انرژی خورشیدی 68
۴-۳-مزایا و معایب انرژی خورشیدی 69
۴-۴-تاریخچه سلول های خورشیدی 71
۴-۵-علل احتیاج به سلول خورشیدی 71
۴-۶-انواع سلول های خورشیدی 72
۴-۶-۱-سلول های تکبلوری 72
۴-۶-۲- سلولهای چندبلوری 72
۴-۶-۳-سیلیسیم بی شکل 72
۴-۷-سیلیکون چگونه سلول خورشیدی را میسازد؟ 73
۴-۷-۱-ساخت سلول های خورشیدی 75
۴-۷-۲-سلول های خورشیدی پیشرفته 75
۴-۸-تشریح یک سلول 76
۴-۹-سیستم های فتوولتائیک 78
۴-۹-۱-معرفی پدیده فتوولتائیک 78
۴-۹-۲-معرفی سیستم های فتوولتائیک و مزایا و معایب این سیستم ها 79
۴-۹-۲-۱-مزایای تولید الکتریسته با استفاده از سیستم های فتوولتائیک 79
۴-۹-۲-۲-معایب سیستم های فتوولتائیک 80
۴-۹-۳-کاربرد سیستم های فتو ولتائیک 80
۴-۹-۴-آشنایی با بخش های مختلف یک سیستم فتو ولتائیک کامل 81
۴-۹-۵-راندمان سلول های خورشیدی 82
۴-۹-۶تاثیر افزایش درجه حرارت محیط بر پارامترهای مشخصه الکتریکی سلول خورشیدی 82
۴-۹-۷-تاثیر تغییر میزان انرژی جذب شده از خورشید در منحنی مشخصه الکتریکی سلول خورشیدی 83
۴-۹-۸-افزایش راندمان سلول های فتوولتائیک 83
۴-۱۰-اجزای سیستم های فتوولتائیک 85
۴-۱۰-۱-پنل یا مدول خورشیدی 85
۴-۱۰-۲-تنظیم کننده 86
۴-۱۰-۳واحد ذخیره سازی انرژی در سیستم های فوتوولتائیک 86
۴-۱۰-۴-تنظیم کننده ولتاژ خروجی 87
۴-۱۰-۵-اینورتر ولتاژ 88
۴-۱۱-طبقه بندی سیستم های فوتوولتائیک از لحاظ نحوه تامین بار مصرف کننده 88
فصل پنجم:شبیه سازی 91
۵-۱-مقایسه اینورتر های چند سطحی با یکدیگر 91
۵-۲-شبیه سازی انواع مختلف اینورترها و حذف هارمونیک ها 93
۵-۲-۱-مدار شبیه سازی شده یک اینورتر تکفاز و ارائه نتایج 93
۵-۲-۲-مدار شبیه سازی شده یک اینورتر سه فاز تمام پل 95
۵-۲-۳-ولتاژ خروجی اینورتر 96
۵-۲-۴-شبیه سازی اینورتر دو سطحی 98
۵-۲-۵-شبیه سازی اینورتر سه سطحی 100
۵-۲-۶-فیلتر کردن ولتاژ خروجی و حذف هارمونیکهای ولتاژ خروجی 101
۵-۳-شبیه سازی اینورترهای چند طبقه و مینیمم کردن میزان THD در آن 104
۵-۳-۱-ساختار اینورتر 104
۵-۳-۲-عناصر و اجزای استفاده شده در شبیه سازی 104
۵-۳-۳-مدار شبیه سازی شده اینورتر هفت سطحی 105
۵-۳-۴-ولتاژ خروجی اینورتر هفت سطحی و میزان THD به ازای شاخص مدولاسیون M=0.7 106
۵-۳-۵-ولتاژ خروجی اینورتر و میزان THD به ازای شاخص مدولاسیون M=0.8 108
۵-۳-۶-ولتاژ خروجی اینورتر و میزان THD به ازای شاخص مدولاسیون M=0.84 109
۵-۳-۷-ولتاژ خروجی اینورتر و میزان THD به ازای شاخص مدولاسیون M=0.9 110
۵-۳-۸-مقایسه میزانTHD حاصل از شبیه سازی به ازای چهار شاخص مدولاسیون مختلف 111
۵-۳-۹-نحوه محاسبه زوایای کلید زنی در متلب 112
۵-۳-۱۰-سایر موارد 112
۵-۴-طراحی و شبیه سازی یک نمونه فیلتر برای سیستم فتوولتائیک 114
نتیجه گیری: 130
