جلسه دفاعیه از رساله دکترای
جناب آقای سید محمد سیدزاده به راهنمائی آقای دکتر عباس شولائی در تاریخ 1398/04/29 ساعت 10 در سالن خوارزمی دانشکده مهندسی برق با عنوان
"کنترل موتور القائی با استفاده از اینورتر چند سطحی پل H در حالت خطا" برگزار خواهد شد.
-----
جلسه دفاعیه از رساله دکترای
جناب آقای سید محمد سیدزاده به راهنمائی آقای دکتر عباس شولائی در تاریخ 1398/04/29 ساعت 10 در سالن خوارزمی دانشکده مهندسی برق با عنوان
"کنترل موتور القائی با استفاده از اینورتر چند سطحی پل H در حالت خطا" برگزار خواهد شد.
چکیده
در این رساله، مطالعه ای جامع بر روی مدلسازی و کنترل دور ساختارهای مختلفی از محرکه های موتورهای سنکرون با استفاده از اینورترهای منبع جریان کموتاسیون بار (LCI) صورت گرفته است. ساختارهای صنعتی موجود برای این محرکه ها به انواع محرکه های سه فاز و یا شش فاز نامتقارن محدود می شوند. در این رساله، امکان استفاده از اینورترهای LCI چندشاخه ای در کنترل ماشینهای سنکرون چندفاز متقارن (به ویژه پنج فاز متقارن) نیز بررسی شده است. به منظور ایجاد زمینه ای برای مقایسه دقیق تر بین عملکرد محرکه های چندفاز متقارن و چندفاز نامتقارن، ابتدا روشی با استفاده از تحلیل استاتیک اجزای محدود (FEA) برای محاسبه دقیق ماتریسهای اندوکتانس های مغناطیس کنندگی و نشتی با درنظر گرفتن مؤلفه های مکانی معرفی شده است. سپس، با استفاده از توابع کلیدزنی، الگوریتمی برای تخمین کمیت های مختلف موجود در محرکه به ویژه گشتاور الکترومغناطیسی در حالت ماندگار پیشنهاد شده است. در هر مرحله، صحت تئوری های ارائه شده از طریق مقایسه نتایج آنها با نتایج آزمایشگاهی مورد ارزیابی قرار گرفته است. از نتایج این دو روش برای مقایسه عملکرد مبدلهای LCI در دو ماشین شش فاز نامتقارن و پنج فاز متقارن از نقطه نظر ضربان های گشتاور و تلفات استاتور بهره برده ایم.
برخلاف روش های صنعتی رایج در کنترل محرکه های LCI ماشین های سنکرون، کنترل برداری در قاب مرجع شار استاتور برای این نوع از محرکه ها پیشنهاد شده است. سپس، با استفاده از تشابه بین این نوع از محرکه ها و محرکه تریستوری ماشین dc، تنظیم کننده های تناسبی-انتگرالی (PI) موجود در سامانه کنترلی طراحی شده اند. همچنین، یک تخمین گر شار بهبود یافته پیشنهاد گردیده تا در کنار روش کنترل برداری بتوان موقعیت روتور را بدون نیاز به حسگر تخمین زد.
در نهایت، ساختاری نوین مبتنی بر اینورتر منبع جریان پنج سطحی تمام تریستوری معرفی شده است. نتایج شبیه سازی و پیاده سازی آزمایشگاهی نشان می دهند که با اعمال این مبدل به ماشین های سنکرون سه فاز، مشکل راه اندازی این محرکه ها برطرف گردیده و
ضربان های گشتاور، ضریب توان، محتوای هارمونیکی جریان های استاتور و تلفات استاتور و روتور بهبود قابل ملاحظه ای می یابند.
عنوان پروژه : مدل سازی و شبیه سازی سیستم حرارت القایی با اینورتر منبع ولتاژ
چکیده :
امروزه کوره های القائی به صورت گسترده در صنایع سنگین و سبک استفاده می شوند و کوره های سوخت فسیلی به سرعت جای خود را به کوره های القائی می دهند. در اینورتر تشدید با توجه به پدیده تشدید، توان بالا در فرکانس بالا به کوره تحویل داده می شود. در این پروژه یک اینورتر تشدید منبع ولتاژ در محدوده توانی 10 کیلووات و فرکانس 10 کیلوهرتز جهت تغذیه یک بار تشدید سری ساخته شده است. همچنین جهت تأمین ولتاز کنترل شده برای اینورتر، مبدل یکسوساز تمام تریستوری منبع ولتاژ نیز ساخته شده است.
در این پروژه بار کوره القایی به صورت یک بار مقاومتی- سلفی مدل می شود. این امپدانس به عواملی از جمله هندسه پیچک و قطعه کار وابسته است. روش صحیح محاسبه چگالی شار مغناطیسی یک پیچک هوائی با طول کوتاه و اثر قطعه کار غیر مغناطیسی با ابعاد متفاوت روی چگالی شار فاصله هوایی از حمله مواردی هستند که به آنها درحوزه مغناطیسی پرداخته شده است. روابط به دست آمده از تحلیل ریاضی با استفاده از تحلیل اجزای محدود در نرم افزار Maxwel2D صحت سنجی شده است.....
عنوان پایان نامه : طراحی و ساخت سیستم کنترل موتور پلهای مسطح دو بعدی |
چکیده در این پروژه سیستم کنترل نوع خاصی از موتور که عملکرد آن تلفیقی از عملکرد موتور خطی، رلوکتانسی و پلهای است، مورد بررسی قرار گرفته است. میتوان این موتور جدید را نوعی موتور پلهای مسطح دو بعدی در نظر گرفت. در این پایان‌نامه به بررسی این موتور از جنبه‌های مختلف و همچنین سیستم کنترلی آن پرداخته شده است. این بررسی‌ها شامل مدلسازی دینامیکی موتور و بررسی‌های آزمایشگاهی است. با مروری بر میدان مغناطیسی و اصول کارکرد موتورهای خطی، پلهای و رلوکتانسی، ساختار موتور پیشنهادی که تلفیقی از این سه موتور است و امکان حرکت در دو بعد را فراهم میآورد، مورد بررسی قرار گرفته است. بررسی‌های صورت گرفته روی این موتور ابعاد مختلفی دارد که در نخستین گام با محاسبهی نیروی مغناطیسی وارد بر بخش متحرک در شرایط مختلف و نیز بررسی معادلات حاکم بر بخش‌های الکتریکی، مغناطیسی و مکانیکی، یک مدل دینامیکی برای حرکت موتور استخراج شده است و سپس پاسخ موتور در حوزهی زمان، با اعمال ورودیهای مختلف در شرایط مختلف بررسی شده است. در گام دوم بررسی و تحلیل موتور با روش المان محدود صورت گرفته است. به‌این‌ترتیب که ساختار موتور در نرمافزار ماکسول پیادهسازی شده و سپس شبیه‌سازی سیستم با ورودیها و تحت شرایط مختلف انجام شده است. در گام سوم به بررسی آزمایشگاهی موتور پرداخته شده است. برای این منظور روند طراحی و ساخت مجموعهی آزمایشگاهی ذکر و بخش‌های مختلف سیستم آزمایشگاهی توصیف شده است. در ادامه نتایج آزمایشهایی که روی سیستم انجام گرفته است، آورده شده و مورد تحلیل قرار گرفته است. وجود تطابق مناسب بین نتایج تحلیلی، شبیه‌سازی و آزمایشگاهی حاکی از درستی روابط ارائه شده برای موتور است. |
دانشجو: علیرضا بلندرفتار استاد راهنما: دکتر عباس شولایی هیات داوری: دکتر شکراله شکری ؛ دکتر علیرضا جلیلیان؛ |
تاریخ دفاع : دوشنبه 1/7/92 ساعت: 16:30 محل: کلاس 301 دانشکده مهندسی برق |
چکیده
گسترش روزافزون و اجتناب ناپذیر بارهای غیرخطی در سیستمهای قدرت و مجموعه پیامدهای مخرب ناشی از عملکرد آنها در شبکههای برق، شناخت عمیق عملکرد اینگونه بارها را ضروری ساخته و همچنین کنترل و تعدیل آثار سوء ناشی از آنها را ایجاب مینماید.
در این رساله، سعی شده تا با نگاهی گسترده بر تحقیقات قبلی، در گام نخست شناخت دقیقی از مکانیزم عملکرد قوسهای DC جریان بالا، جهت درک بهتر عملکرد فیزیکی کورههای قوس الکتریکی DC ، حاصل گردد و سپس با استفاده از روشهای تحلیلی و عددی، رفتار الکتریکی قوسهای DC جریان بالا بهطور تئوری مورد مطالعه و ارزیابی قرار گیرد. جهت تکمیل مطالعات فیزیکی-رفتاری قوس و ارزیابی نتایج تئوری، آزمایشاتی نیز در این خصوص انجام گرفته است که نتایج حاصله تحلیلهای تئوریکی انجام شده را تایید میکنند. در ادامه تلاش شده تا با درنظرگیری مشخصات یک شبکه واقعی حاوی کوره قوس الکتریکی DC ، اثرات شبکهای و کارایی سیستمهای تغذیه متداول مورد ارزیابی قرار گیرند. جهت ارزیابی کمّی، با توجه به ظهور محسوس مولفههای میانهارمونیکی در شبکههای حاوی این نوع کورهها، روشی جهت استخراج میزان واقعی نامتعادلی و نیز تفکیک صحیح کمیتهای مختلف توان تحت شرایط غیرسینوسی و نامتعادل و در حضور مولفههای میانهارمونیکی ارائه شده و سپس ضرایب اعوجاجی مناسب و جامعی نیز پایهگذاری شدهاند. بعد از شناخت مزایا و معایب سیستمهای تغذیه متداول، جهت بهبود اثرات شبکهای و افزایش کارایی سیستم تغذیه کورههای قوس الکتریکی DC و نیز سهولت در امر کنترل آن، ساختارهایی جدید پیشنهاد شدهاند. در ابتدا استفاده از ترانسفورماتورهای چندفازه در ساختارهای تغذیه متداول مورد بررسی و مطالعه دقیق قرار گرفته و نتایج حاصل از آن با نتایج مربوط به حالت سهفازه بهطور کمّی مقایسه شدهاند. در این راستا روشی جامع جهت طراحی ترانسفورماتورهای چندفازه بههمراه مدار معادل الکتریکی آن ارائه شده است. در گام بعدی ساختاری نوین مبتنی بر مبدلهای AC-AC کنترل شده با روش مدولاسیون عرض پالس جهت تغذیه این کورهها پیشنهاد شده و نحوه عملکرد و همچنین تحلیل فرکانسی آن بهطور مبسوط مورد بحث قرار گرفته است. در این ساختار پیشنهادی، یک فیلتر قدرت غیرفعال اصلاح شده نیز در طرف شبکه استفاده شده است که روش طراحی آن و نیز انتخاب بهینه پارامترهای آن با درنظرگیری یک تابع هدف مناسب شرح داده شدهاند. درنهایت، کارایی سیستم تغذیه پیشنهادی از جهات مختلف با انواع متداول مقایسه شده است. در ادامه، علاوه بر ساختارهای مذکور، ساختاری مبتنی بر مبدلهای ماتریسی سهفاز به سهفاز، بهلحاظ قابلیتهای برجسته مبدلهای ماتریسی درخصوص بهبود ضریبتوان و کاهش سطح اعوجاجات هارمونیکی نیز مورد بررسی و مطالعه قرار گرفته است. مبدل ماتریسی مورد استفاده، به روش مدولاسیون بردار فضایی با الگوی کلیدزنی یکطرفه کنترل شده و سرانجام نتایج حاصل از بهکارگیری آن، با نتایج حاصل از سیستمهای تغذیه قبلی مقایسه شده است.
دانشجو : آرش دهستانی کلاگر
استاد راهنما : دکتر عباس شولایی
اعضاء هیات داوری: دکتر حسین محسنی ؛ دکتر جعفر میلیمنفرد؛ دکتر حیدرعلی شایانفر؛ دکتر داود عرب خابوری؛ دکتر علیرضا جلیلیان
تاریخ دفاع: سهشنبه 12/6/92 ساعت: 15عصر
محل: دانشکده برق، طبقه سوم، سالن ابنسینا
عنوان پایان نامه :
تحلیل و بررسی رفتار موتور لوله ای خطی رلوکتانسی
چکیده :
موتور لوله‌ای خطی رلوکتانسی از جمله‌ی عمل‌گرهای خطی است که به دلیل سادگی ساختار و استحکام بالا، کاربردهای فراوانی داشته و در این پایان‌نامه به بررسی آن از جنبه‌های مختلف پرداخته شده است. این بررسی‌ها شامل مدلسازی دینامیکی موتور، رفتار محیط مغناطیسی و مدلسازی آن و بررسی‌های آزمایشگاهی می‌شود.
در این پایان‌نامه پس از تحلیل زیربخش‌های مکانیکی، الکتریکی و مغناطیسی سیستم و معادلات حاکم بر آنها، منحنی مشخصه‌ی مغناطیسی سیستم (منحنی‌های شار پیوندی) به عنوان مهم‌ترین شاخص آن که با هر سه زیربخش معرفی شده ارتباط دارد، مورد توجه قرار گرفته و با سه روش مختلف تقریب‌گر فازی، تابع چندجمله‌ای و تانژانت سیگموئید، مدلسازی شده است. همچنین با توجه به محدود بودن بازه‌ی اندازه‌گیریِ مشخصه‌ی مغناطیسی، امکان برون‌یابی منحنی‌های مغناطیسی موتور با مدل‌های مطرح شده مورد توجه قرار گرفته است. از طرف دیگر بحث تخمین موقعیت بخش متحرک موتور، بدون استفاده از سنسور و با توجه به مشخصه‌ی مغناطیسی آن، به دلیل اهمیت بالایی که دارد، مورد بررسی قرار گرفته و مبانی اصلی آن مطرح شده است.
مطالعات آزمایشگاهی در کنار شبیه‌سازی مدل‌های معرفی شده، برای اعتبار سنجی مدل‌سازی‌ها از جهت مشخصات استاتیکی و دینامیکی، نشان‌دهنده‌ی دقت قابل قبول مدل‌سازی‌ها بوده و ویژگی‌های بارز هریک را در زمینه‌هایی مانند دقت، امکان برون‌یابی و حجم محاسباتی مشخص نموده است. همچنین در بررسی‌های آزمایشگاهی تعیین مشخصات کامل موتور مورد مطالعه از جنبه‌های مختلف، همچون حد پایداری موتور و اطلاعات مورد نیاز برای تخمین موقعیت، مد نظر قرار گرفته است.
دانشجو : میثم حسنی
استاد راهنما : دکتر عباس شولائی
هیات داوری: دکتر جواد شکرالهی مغانی ؛ دکتر حسین حیدری
تاریخ دفاع: سهشنبه 22/12/91 ساعت: 10 صبح
محل: سالن سمینار ابن سینا؛ طبقه‌ی سوم دانشکده برق
عنوان رساله دکترا : بهینه سازی طراحی موتورهای القایی خطی یک طرفه با تکیه بر تحلیل سه بعدی نیروهای مغناطیسی با استفاده از روشی هوشمند
چکیده :
با توجه به اهمیت پدیده اثر انتهایی در عملکرد موتورهای القایی خطی یک طرفه ، در این رساله با استفاده از مدل مداری ارائه شده
توسط Duncan ، رابطه ای تحلیلی برای مدل کردن این پدیده به صورت نیروی ترمزی مزاحم ارائه شده است.
با استفاده از رابطه ارائه شده و با در نظر گرفتن پدیده های مختلفی نظیر اثر لبه ای ، اثر پوستی و اشباع آهن ثانویه ،
روابطی جدید برای بازده، توان ورودی و نیروی رانش خروجی ارائه شده است. براساس روابط بدست آمده ،
الگوریتم جدیدی برای طراحی موتورهای القایی خطی یک طرفه ارائه می شود که در آن نیازی به تکرار نبوده و
نیروی رانش خروجی مطلوب مستقیم بدست می آید......
دانشجو : عباس شیری
استاد راهنما : دکتر عباس شولائی
اعضاء هیات داوری: دکتر سیدابراهیم افجه ای ، دکتر صادق واعظ زاده، دکتر حسین حیدری، دکتر محسن کلانتر، دکتر ابوالفضل واحدی
تاریخ دفاع : دوشنبه 7/12/1391 ساعت 15
محل : سالن سمینار (ابن سینا) دانشکده برق
چکیده :
شبکه های DC ولتاژ بالا در عین حال که مانند یک دیوار امنیتی مانع از انتقال خاموشی از یک شبکه AC به شبکه AC دیگر می شوند، می توانند شبکه AC دچار خاموشی را برق دار و توان راکتیو مورد نیاز شبکه متصل به آن را تأمین کنند. در این پروژه ابتدا یک سیستم VSC-HVDC سه پایانه با سطح ولتاژ 50 کیلوولت شبیه سازی و بعد از تأئید صحت نتایج آن با مرجع، یک سیستم سه پایانه با سطح ولتاژ 65 ولت DC برای ساخت در آزمایشگاه انتخاب شد. به علت گستردگی سیستم، باید شبیه سازی و ساخت قدم به قدم با هم پیش می رفتند.
به عنوان مثال، اکثر توابع از جمله PI، sin و ... به زبان C و 16 بیتی در نرم افزار PSCAD پیاده سازی شدند. در سیستم سه پایانه ساخته شده، مبدل اول ولتاژ DC و توان راکتیو، مبدل دوم توان اکتیو و راکتیو را کنترل می کند و مبدل سوم بار غیرفعال را تغذیه می نماید...........
