بررسی کاربرد الکترونیک قدرت،مدارهای برشگر چرخان

بررسی کاربرد الکترونیک قدرت،مدارهای برشگر چرخان

کاربرد الکترونیک قدرت

از سالها پیش ، نیاز به کنترل قدرت الکتریکی در سیستم های محرک موتورهای الکتریکی و کنترل کننده های صنعتی احساس می شد . این نیاز ، در ابتدا منجر به ظهور سیستم وارد - لئونارد شد که از آن می توان ولتاژ dc متغیری برای کنترل محرکهای موتورهای dc به دست آورد . الکترونیک قدرت ، انقلابی در مفهوم کنترل قدرت ، برای تبدیل قدرت و کنترل محرکهای موتورهای الکتریکی ، به وجود آورده است .

الکترونیک قدرت تلفیقی از الکترونیک ، قدرت و کنترل است . در کنترل ، مشخصات حالت پایدار و دینامیک سیستم های حلقه بسته بررسی می شود . در قدرت ، تجهیزات ساکن و گردان قدرت جهت تولید ، انتقال و توزیع قدرت الکتریکی مورد مطالعه قرار می گیرد . الکترونیک درباره قطعات حالت جامد و مدارهای پردازش سیگنال ، جهت دستیابی به اهداف کنترل مورد نظر تحقیق و بررسی می کند . می توان الکترونیک قدرت را چنین تعریف کرد : کاربرد الکترونیک حالت جامد برای کنترل و تبدیل قدرت الکتریکی .ارتباط متقابل الکترونیک قدرت با الکترونیک ، قدرت و کنترل در شکل نشان داده شده است .

الکترونیک قدرت مبتنی بر قطع و وصل افزارهای نیمه هادی قدرت .با توسعه تکنولوژی نیمه هادی قدرت ، توانایی در کنترل قدرت و سرعت و وصل افزارهای قدرت به طور چشمگیری بهبود یافته است . پیشرفت تکنولوژی میکروپرسسور / میکروکامپیوتر تاثیر زیادی روی کنترل و ابداع روشهای کنترل برای قطعات نیمه هادی قدرت داشته است . تجهیزات الکترونیک قدرت مدرن از (1) نیمه هادیهای قدرت استفاده می کند که می توان آنها را مانند ماهیچه در نظر گرفت ، و (2) از میکروالکترونیک بهره می جوید که دارای قدرت و هوش مغز است .

الکترونیک قدرت ، جایگاه مهمی در تکنولوژی مدرن به خود اختصاص داده است و امروزه از ان در محصولات صنعتی با قدرت بالا مانند کنترل کننده های حرارت ،نور ، موتورها ، منابع تغذیه قدرت ، سیستم های محرک وسایل نقلیه و سیستم های ولتاژ بالا (فشار قوی) با جریان مستقیم استفاده می کنند . مشکل بتوان حد مرزی برای کاربرد الکترونیک قدرت تعین کرد ، بویژه باروند موجود در توسعه افزارهای قدرت و میکروپروسسورها ، حد نهایی الکترونیک قدرت نا مشخص است . جدول زیر بعضی از کاربردهای الکترونیک قدرت را نشان می دهد .

تاریخچه الکترونیک قدرت

تاریخچه الکترونیک قدرت با ارائه یکسو ساز قوس جیوه ای ، در سال 1900 شروع شد . سپس ، به تدریج یکسو ساز تانک فلزی ، یکسو ساز لامپ خلاء با شبکه قابل کنترل ، اینگنیترون ، فانوترون ، و تایراترون ارائه شدند . تا دهه پنجاه برای کنترل قدرت از این افزارها استفاده می شد .

اولین انقلاب در صنعت الکترونیک با اختراع ترانزیستور سیلیکونی در سال 1948 توسط باردین ، براتین ، و شاکلی ، درآزمایشگاه تلفن بل ، آ‎غاز شد . اغلب تکنولوژی های الکترونیک پشرفته امروزی مدیون این اختراع است . در طی سالها ، با رشد و تکامل نیمه هادیهای سیلیکونی ،‌میکروالکترونیک جدید به وجود آمد . پیشرفت غیر منتظره بعدی نیز ، در سال 1956 در آزمایشگاه بل به وقوع پیوست ، اختراع ترانزیستور تریگردار PNPN ، که به تایریستور یا یکسوساز قابل کنترل سیلیکونی (SCR) معروف شد .

انقلاب دوم الکترونیک در سال 1958 با ساخت تایریستور تجاری توسط کمپانی جنرال الکتریک ، شروع شد . این آغاز عصر نوینی در الکترونیک قدرت بود . از آن زمان ، انواع مختلف افزارهای نیمه هادی قدرت و تکنیکهای گوناگون تبدیل قدرت ابداع شده است . انقلاب میکروالکترونیک توانایی پردازش انبوهی از اطلاعات را با سرعتی باورنکردنی به ما داده است . انقلاب الکترونیک قدرت ، امکان تغییر شکل و کنترل قدرتهای بالا رابا راندمان فزاینده ای فراهم ساخته است .

امروزه با پیوند الکترونیک قدرت ، ماهیچه ، با میکروالکترونیک ، مغز ، بسیاری از کاربردهای بالقوه الکترونیک قدرت ظهور می کند و این روند به طور مستمر ادامه خواهد یافت . در سی سال آینده الکترونیک قدرت انرژی الکتریکی را در هر نقطه از مسیر انتقال، بین تولید و مصرف ،‌تغییر شکل می دهد و به صورتی مناسبی تبدیل می کند . انقلاب الکترونیک قدرت از اواخردهه هشتاد و اوایل دهه نود تحرک تازه ای یافته است .

الکترونیک قدرت و محرکهای الکتریکی چرخان

از سالهای 1950 به بعد تکاپوی شدیدی در توسعه ، تولید ، و کاربرد وسایل نیمه هادی وجود داشته است . امروزه بیش از 100 میلیون وسیله در هر سال تولید می شود و میزان رشد آن بیشتر از 10 میلیون وسیله در سال است . این تعداد به تنهایی مشخص کننده اهمیت نیمه هادیها در صنایع الکتریکی است .

کنترل بلوکهای بزرگ قدرت توسط نیمه هادیها از اوایل سال های 1960 شروع شد .بلوکهای بزرگ قدرت که قبلاً به چندین کیلو وات اطلاق می شد ، امروزه متضمن چندین مگا وات است .

اینک تولید تعداد نیمه هادیهایی که قادرند جریانی بیشتر از 5/7 آمپر از خود عبور دهند بالغ بر 5 میلیون در سال است که ارزش کل انها در حدود 5/8 میلیون لیره استرلینک یا 20 میلیون دلار (و یا 5/1 میلیارد رسال ) است . نرخ رشد نیمه هادیهای قدرت که به تیریستور موسومند به پای نرخ رشد ترانزیستور رسیده است .

عمده ترین جزء مدارهای الکترونیک قدرت تریستور است ، و آن یک نیمه هادی سریعاً راه گزین است که کارکردش مدوله کردن قدرت سیسمتهای الکتریکی جریان مستقیم و جریان متناوب است . عناصر دیگر مورد استفاده در الکترونیک قدرت تمامی به منظور فرمان و محافظت تریستورها به کار گرفته می شوند . مدوله کردن قدرت بین 100 وات تا 100 مگا وات با روشن و خاموش کردن تریستور با ترتیب زمانی خاص امکان پذیر است .

رگولاتورهای کاهنده

در رگولاتورهای کاهنده متوسط ولتاژ خروجی Va کمتر از ولتاژ ورودی Vs است . بنابراین نام «کاهنده » بسیار مناسب است . این نوع رگولاتور کاربرد زیادی دارد واین رگولاتور مشابه برشگر کاهنده است . کار مدار را می توان به دو حالت تقسیم کرد . حالت 1 هنگامی آغاز می شود که ترانزیستور Q1 و t=0 روشن شود . جریان ورودی که در حال افزایش است از طریق سلف فیلتر C و مقاومت بار جاری می شود . حالت 2 وقتی شروع می شود که ترانزیستور Q1 و t=t1 خاموش شود . دیود هرز گرد Dm در اثر انرژی ذخیره شده در سلف هدایت می کند و جریان سلف از طریق L,C بار دیود و Dm ادامه می یابد . جریان سلف تا هنگامی که ترانزیستور Q1 دوباره در سیکل بعدی روشن شود افت می کند . بسته به فرکانس سویچینگ سلف فیلتر و ظرفیت خازن جریان سلف می تواند ناپیوسته باشد .

رگولاتورهای کاهنده که فقط به یک ترانزیستور احتیاج دارد ساده است و راندمان بالایی بیش از 90 %دارد یلف L di.dt جریان بار را محدود می کند . با وجود این چون جریان ورودی ناپیوسته است معمولاً فیلتری در ورودی مورد نیاز است . ولتاژ خروجی این رگولاتور دارای یک پلاریته و جریان آن نیز یک طرفه است . در ضمن به دلیل احتمال اتصال کوتاه شدن دو سر دیود نیاز به مدار محافظ است .

رگولاتورهای افزاینده

در رگولاتورهای افزاینده ولتاژ خروجی بزرگتر از ولتاژ ورودی است . بنابراین نام «افزاینده » برای ان انتخاب شده است . کار مدار را می توان به دو حالت تقسیم کرد . حالت 1 هنگامی آغاز می شود که ترانزیستور M1 در t=0 روشن شود . جریان ورودی که در حال افزایش است از طریق سلف L و ترانزیستور Q1 جاری می شود . حالت 2 وقتی شروع می شود که ترانزیستور M1 در t=t1 خاموش شود . جریانی که از ترانزیستور عبور می کرد حال از طریق L,C بار دیود Dm جاری می شود . جریان سلف تا هنگامی که که ترانزیستور M1 دوباره در سیکل بعدی روشن شود افت می کند . انرژی ذخیره شدهدر سلف L به بار منتقل می شود .

رگولاتور افزاینده بدون ترانسفورمر می تواند ولتاژ خروجی را افزایش دهد . این رگولاتور به علت استفاده از یک ترانزیستور راندمان بالایی دارد . جریان ورودی پیوسته است . ولی باید جریانی با پیک بالا از ترانزیستور قدرت عبور کند . ولتاژ خروجی نسبت به تغییرات دوره کار کرد K بسیار حساس است و این باعث مشکل بودن تثبیت رگولاتور می شود . متوسط جریان خروجی با ضریب (1-K) از متوسط جریان سلف کمتر است و مقدار موثر جریان عبوری از خازن فیلتر بسیارزیاد است . این امر باعث کاربرد فیلتر خازنی و سلفی بزرگتری نسبت به خازن و سلف رگولاتور کاهنده می شود .

خرید فایل

تابلو ال ای دی چرخان

تابلو ال ای دی چرخان

یکی دیگر از پروژه های ال ای دی چرخان برای نمایش عدد حروف و نشان دادن ساعت .همراه با سورس کامل ...

دریافت فایل

پروژه تابلوی روان چرخان

پروژه تابلوی روان چرخان

پروژه تابلو چرخان برای نمایش ساعت و اعداد و حروف با سورس کامل ...

دریافت فایل

کنترل فعال ارتعاشات تیر یکسرگیردار چرخان با استفاده از میراکننده تکانهای

کنترل فعال ارتعاشات تیر یکسرگیردار چرخان با استفاده از میراکننده تکانهای

در این مقاله، کنترل فعال ارتعاشات تیر چرخان با استفاده ازمیراکننده تکانهای مورد بررسی قرار میگیرد. تیر چرخان به صورت یک تیر یکسرگیردار اویلر برنولی در نظر گرفته میشود که یک میراکننده تکانهای روی آن نصب شده است. میراکننده تکانهای 1 از یک محرک پیزوالکتریک تشکیل شده که قادر به ...

دریافت فایل

تحلیل ارتعاشات ورق‏های دایره‏ای سوراخ‏دار چرخان ساخته شده از مواد با ساختار تدریجی چند‏جهته

تحلیل ارتعاشات ورق‏های دایره‏ای سوراخ‏دار چرخان ساخته شده از مواد با ساختار تدریجی چند‏جهته

در این مقاله ارتعاشات ورق دایره rlm;ای چرخان سوراخ rlm;دار ساخته شده از مواد با ساختار تدریجی بررسی می rlm;شود. خواص این ورق در دو راستای شعاعی و ضخامت متغیر و با تابع تغییرات نمایی در نظر گرفته شده است. با استفاده از انرژی جنبشی و پتانسیل ورق مذکور و استفاده از اصل هامیلتون، روابط ...

دریافت فایل

شبیه سازی عددی جریان گاز رقیق درون استوانه چرخان با استفاده ازروش شبیه سازی مستقیم مونت کارلو

شبیه سازی عددی جریان گاز رقیق درون استوانه چرخان با استفاده ازروش شبیه سازی مستقیم مونت کارلو

در این مقاله، جریان گاز رقیق درون استوانه چرخان پر سرعت با روش شبیه سازی مستقیم مونت کارلوDSMC مورد مطالعه قرار گرفته است. در این شبیه سازی از مدل برخورد بین مولکولی VHSو روش برخوردNTCاستفاده شده است. دیواره چرخان سیلندر و دوانتهای بالایی و پایینی آن، سطوحی با شرط مرزی دما ثابت و ...

دریافت فایل

بررسی آزمایشگاهی ضریب نیروی پسای سیلندر ثابت و چرخان با استفاده از روش wake-survey وتداخل دنباله با لایه مرزی صفحه صاف

بررسی آزمایشگاهی ضریب نیروی پسای سیلندر ثابت و چرخان با استفاده از روش wake-survey وتداخل دنباله با لایه مرزی صفحه صاف

یکی از راههای کاهش پدیده جدائی از بین بردن اختلاف سرعت بین سیال و سطح جسم میباشد که ساده ترین روش برای آن، چرخش سطح یک سیلندر دایره ای میباشد .در این تحقیق به بررسی دنبالهسیلندر با مقطع دایرهای شکل پرداخته شده و اثرات چرخش سیلندر بر روی دنباله آن مورد بررسی قرار گرفته است در ...

دریافت فایل