چکیده شتاب دهنده های الکترومغناطیسی خطی نوع خاصی از موتورهای الکتریکی خطی بوده که انرژی الکتریکی را به انرژی جنبشی خطی تبدیل می نمایند. این شتاب دهنده ها که وظیفه اصلی آنها رساندن پرتابه به سرعت های بالا در جهت خطی با استفاده از انرژی الکتریکی می باشد، دارای انواع مختلف بوده که هر یک دارای کاربرد خاص خود می-باشد. در این رساله ابتدا به بررسی دقیق تاریخچه و انواع مختلف این شتاب دهنده ها پرداخته شده و با توجه به ویژگی های خاص هر کدام از شتاب دهنده ها، نوع رلوکتانسی آنها با ذکر دلایلی موجه مورد بررسی قرار گرفته است. شتاب دهنده های خطی همانند سایر ماشین های الکتریکی معمول از دو بخش استاتور و روتور تشکیل شده اند که استاتور شتاب دهنده های خطی رلوکتانسی از یک سیم پیچ با هسته هوایی و روتور آن از یک پرتابه آهنی تشکیل شده است. در یک فصل به طور مجزا اندوکتانس کویل های هسته هوایی با در نظرگیری اثر پوستی و مجاورتی پرداخته شده و روابطی جدید برای محاسبه اندوکتانس و مقاومت هادی ها مستقیم و حلقوی ارائه گشته است. این روابط و بررسی-ها علاوه بر استفاده در ماشین الکتریکی مورد مطالعه، در تمامی ماشین ها و وسایل الکتریکی دارای کویل هسته هوایی می تواند مورد استفاده قرار بگیرد. همچنین نحوه تغییرات اندوکتانس در موقعیت های مختلف قرارگیری پرتابه مورد مطالعه قرار گرفته و روابطی برای بدست آوردن نیروی وارد بر پرتابه به طور دقیق نگارش گشته است. مدلسازی مغناطیسی در ماشین های الکتریکی از دیرباز مورد توجه علاقمندان این رشته بوده که در این رساله این مهم به نحوی مطلوب بررسی گشته و مدلی با روابطی دقیق ریاضی برای ماشین مورد مطالعه، در موقعیت های مختلف قرارگیری پرتابه در نظر گرفته شده است. در انتها با ذکر چندین مثال در طراحی این شتاب دهنده، الگوریتمی مناسب برای طراحی آنها در راندمان های مختلف ارائه گشته است.

چکیده: در این رساله انواع راکتور های پلاسما مورد بررسی قرار می گیرد، در انواع مختلف این راکتور ها، پلاسما خاصیت خازنی شدید نظیر راکتورهای پلاسمای تخلیه روشن همگن فشار اتمسفر و کرونا و یا خاصیت سلفی شدید مانند راکتورهای پلاسمای کوپل القایی را دارا می باشد در نتیجه انتقال توان از منبع سوئیچینگ به بار به طور کامل صورت نمی گیرد. بدیهی است ا نتقال توان تأثیری در مشخصات دائمی پلاسما ندارد اما موجب می شود برای آغاز تغییر، به توان راه اندازی بالاتری نیاز باشد. بدین منظور از میان راکتورهای مورد بررسی قرار گرفته ، به این علت که راکتورهای پلاسمای تخلیه روشن در فشار اتمسفر کار می کنند و مشخصات تخلیه dc را دارا هستند انتخاب شده و مورد تحلیل بیشتری قرار گرفته است. در این نوع راکتور ، ابتدا مدل ریاضی و مداری از این راکتور ارائه شده و با تحلیل این مدل جریان و ولتاژ خروجی راکتور نسبت به پارامتر های شبکه تطبیق امپدانس مورد بررسی قرار می گیرد. سپس مدل دقیق تری از منابع تغذیه را بیان می کند. برای جبران هارمونیک های جریان خروجی از یک فیلتر اکتیو استقاده می شود. در انتها نیز به کمک روش سروومکانیسم بهینه جبران کننده ای طراحی و در مدار بکاربرده می شود و ولتاژ خروجی را رگوله سازی می کند.

در این رساله، روش جدیدی برای بهینه سازی پارامترهای pss ارائه شده است. معادلات دیفرانسیل غیرخطی سیستم قدرت، به صورت معادلات جبری تکه ای پیوسته، توسط توابع متعامد تکه ای مناسب، بازنویسی می شوند. سپس پارامترها با استفاده از فرمول بندی جدید سیستم دینامیکی و با بهره گیری از خواص ماتریس های عملیاتی، بهینه می شوند. نتایج شبیه سازی نشان می دهد، pss بهینه ی پیشنهادی میرایی بسیار مناسب با سرعت بالاتر و همچنین زمان نشست بهتر، نسبت به pss طراحی شده به روش سنتی ارائه می دهد.

کنترل برداری ماشین های القایی در راستای شار رتور قابلیت کنترل ماشین را به صورت مشابه ماشین dc در اختیار می گذارد. از مزایای این نوع کنترل می توان به قابلیت کنترل شار و گشتاور به صورت مجزا اشاره نمود. کارایی سیستم کنترلی در ماشین های القایی تحت تاثیر تغییرات مقاومت رتور حین عملکرد سیستم است که اطلاع نداشتن از مقدار آن در زمان های مختلف باعث محاسبه نادرست بردار شار رتور می گردد که در پی آن ناکارایی سیستم کنترلی موجب می شود. این پایان نامه روی طراحی تخمینگری برای مقاومت رتور با دقت و کارایی زیاد تمرکز می کند. تحقق این مطلوب به کمک توابع تکه-ای خطی و مدل انتگرال کانولوشن ماشین در راستای حداقل نمودن اثر نویز و حداکثر نمودن دقت پاسخ صورت می گیرد. در ادامه، برای بهبود عملکرد سیستم کنترلی حلقه بسته تخمین همزمان مقدار مقاومت و سرعت چرخش رتور مورد توجه قرار خواهد گرفت. در این پابان نامه کنترل موتور القایی در راستای بردار شار رتور انجام می پذیرد که در نتیجه با تنظیم اجزای حقیقی و موهومی بردار جریان استاتور، کنترل جداگانه شار و گشتاور میسر می شود. تخمینگر پیشنهاد شده با استفاده از بردار ولتاژ و جریان استاتور به عنوان ورودی اقدام به تخمین مقادیر مجهول می کند.

در این پروژه روشی برای حل معادله ی دیفرانسیل ماتریسی و پریودیک ریکاتی ارائه شده است همچنین روشی برای بدست آوردن زمان قسمت گذرا در این معادله و رابطه ی این زمان با زمان حالت گذرا در معادله حالت سیستم پریودیک حلقه بسته بیان شده است . حل معادله ی دیفرانسیل پریودیک ریکاتی در حالت ماتریسی از دو قسمت تشکیل شده است در قسمت اول از بسط فوریه با ضرایب نامعلوم برای بدست آوردن جواب حالت پایدار این معادله استفاده می شود در این قسمت ضرایب ماتریسی پریودیک نیز به صورت سری فوریه نوشته می شوند و حل حالت پایدار معادله دیفرانسیل پریودیک ریکاتی به حل یک دستگاه معادلات جبری برای تعیین ضرایب نا معلوم سری فوریه تبدیل می شود. در قسمت دوم روشی برای بدست آوردن قسمت گذرای حل معادله دیفرانسیل پریودیک ریکاتی ارائه می شود. از جمع این پاسخ با پاسخ حالت دائم پاسخ کلی معادله دیفرانسیل پریودیک ریکاتی بدست می آید و در ادامه زمان نشست سیستم حلقه بسته پریودیک و زمان پاسخ گذرای معادله ریکاتی و ارتباط بین این دو زمان بدست می آید که به وسیله آن مرز زمانی که پس از آن حل زمان بی نهایت معادله ریکاتی معتبر می باشد را می توان تعیین کرد.

استفاده بسیار متنوع از ماشین های الکتریکی دوار در صنعت، اهمیت این دسته از تجهیزات الکتریکی را نشان می دهد. به همین علت، هرگونه نقص در ساختار این ماشین های الکتریکی اعم از ac و dc می تواند ضربه بزرگی به فرآیندهای تولیدی وارد آورد. مشکلاتی از قبیل خرابی سیستم بلبرینگ، سیستم های روان کاری، خنک کاری و غیره از مشکلات رایج در ماشین های الکتریکی دوار می باشند. اما می توان مهمترین دلایل آسیب دیدگی بلبرینگ این نوع ماشین ها را وجود ولتاژ شفت در رتور آن ها معرفی نمود. تحقیقات بسیاری در مورد بررسی علل بروز، نحوه پیشگیری و چگونگی پیش بینی این نوع عیوب انجام پذیرفته است. این تحقیقات به ارائه انواع تست های on-line و روش های تحلیل نتایج آن ها جهت تعیین ولتاژ شفت ماشین پرداخته اند. از جمله این روش ها می توان به اثرات اینورترهای pwmو ابزار کلیدزنی فرکانس بالا، انواع کلیدزنی، طراحی فیلترهای مد دیفرانسیلی و مد مشترک و غیره اشاره نمود. ضعف موجود در این روش ها این است که بیشتر آن ها ولتاژ شفت را با روش های آزمایشگاهی اندازه گیری نموده اند و در اکثر موارد قادر به مدلسازی این نوع ولتاژ نمی باشند. در این تحقیق با استفاده از مدلسازی گسترده سیم پیچ استاتور و همچنین مدلسازی رتور، ولتاژ شفت ماشین القائی بررسی می گردد. از آن جایی که سیستم فوق یک شبکه گسترده فرکانس بالا می باشد، می توان با استفاده از دیدگاه تئوری مدال و معادلات برژرون نسبت به مدلسازی، تحلیل و نتیجه گیری در خصوص ارزیابی ولتاژ شفت ماشین القائی اقدام نمود. با این روش می توان کلاف استاتور و اجزاء دیگر ماشین را مدلسازی نمود و از این نتایج می توان در نحوه توزیع ولتاژ در طول کلاف استاتور و همچنین القاء ولتاژ در بدنه رتور استفاده نمود. جهت ارزیابی نهایی از یک ماشین القائی استفاده شده است که به سادگی می توان روش فوق را به کلاف های سایر ماشین های دوار نیز بسط داد.

کنترل برداری ماشین القایی، قابلیت کنترل شار و گشتاور را به صورت مجزا فراهم می نماید. این روش کنترلی نیاز به سنسور جهت اندازه گیری سرعت و تعیین موقعیت شار روتور در فاصله هوایی دارد. استفاده از سنسور سبب تضییع بسیاری از مزایای ماشین القایی و کاهش دقت سیستم می شود. لذا در این تحقیق به جای سنسور از الگوریتم فیلتر کالمن جهت تخمین سرعت استفاده می گردد. در این راستا با توجه به مدل غیر خطی ماشین القایی از دو فیلتر کالمن غیر خطی توسعه یافته و آنسنتد استفاده می شود. به علت استفاده از فیلتر کالمن گسسته، دو روش اولر و ذوزنقه ای جهت گسسته سازی معادلات ماشین القایی مورد بررسی و مقایسه قرار می گیرد. در این پایان نامه ابتدا با نتایج آزمایشگاهی ساختار حلقه باز پیاده سازی می گردد و اعتبار نتایج تخمین مورد تجزیه و تحلیل قرار می گیرد. سپس نتایج ساختار حلقه بسته با نتایج ارائه شده در سایر مقالات ارزیابی می گردد. نتایج حاصل حاکی از آن است که در سرعت پایین، فیلتر کالمن آنسنتد نسبت به فیلتر کالمن توسعه یافته دارای عملکرد بهتری است.

چکیده ندارد.

موتورهای القایی و مخصوصاً موتور القایی قفس سنجابی به دلیل ساختار مقاوم و ساده و سهولت روشهای بهره برداری و نگهداری در صنعت از جایگاه ویژه ای برخوردار هستند؛ اما عملکرد ماشین القایی در حالتهای نامتقارن نظیر نامتعادلی در میله های قفسه نیز که در هنگام ساخت و یا در اثر کاربرد نادرست از ماشین ایجاد می شوند، همیشه در پژوهش های متعددی مورد توجه بوده است. اثرات نامتعادلی در میله های قفسه بر عملکرد ماشین، مشکلاتی نظیر نامتقارنی در مدار معادل سنتی با عدم در نظر گرفتن امکان خرابی یک میله که عدم حضور جریان در میله معیوب و شرایط محلی اشباع را در نزدیکی محل میله معیوب، بوجود می آورد. لذا هر چه مدلسازی کامل و دقیق تر صورت پذیرد، پاسخ از دقت بالاتری برخوردار است. از اینرو بالا بردن دقت و تکمیل مدل ارائه شده از ماشین، به یکی از رویکردهای اساسی تحقیقات در سالهای اخیر تبدیل شده است. روش تحلیل رلوکتانسی ماشین های الکتریکی، یکی از روشهای تحلیل مهم در آنالیز حالت گذرای ماشین های غیرخطی در حالت نامتقارن می باشد. حجم محاسبات این روش کمتر از روش عددی اجزائ محدود می باشد که این، به عنوان یک مزیت مهم مورد توجه می باشد. همچنین روش مدار معادل مغناطیسی در مقابل روش تحلیل المان محدود که در شکل دینامیک بسیار پیچیده می باشد، یک روش دینامیکی موثرتر بوده که می توان با استفاده از آن حالت گذرا تا مانای ماشین را مورد ارزیابی قرار داد. در این رساله با درنظر گرفتن فرضیه وجود اشباع مغناطیسی و نیز تأثیرات هادیهای توزیع یافته روتور، نخست مدل دقیقی از ماشین القایی قفس سنجابی ارائه می گردد. در ادامه حالت نامتعادل شکستگی میله روتور برای مدل مذکور طراحی و مورد شبیه سازی قرار می گیرد. نتایج شبیه سازیها حاکی از آن است که بکارگیری مدل توزیع یافته رلوکتانسی ماشین به خوبی می تواند اثرات اجزاء ماشین نظیر دندانه ها و هادی های توزیع یافته روتور و اجزاء هسته را بطور جدی مورد ارزیابی قرار دهد. در نهایت اعتبار نتایج شبیه سازی مدل ارائه شده برای موتور القایی قفس سنجابی، با استفاده از تست آزمایشگاهی مورد ارزیابی قرار می گیرد. برای این منظور از یک موتور القایی قفس سنجابی 1.1kw نمونه استفاده شده است.

در این رساله به توسعه تئوری کنترل بهینه حداقل زمان در سیستم کنترل غیرخطی مد لغزشی در مبدل های dc/dc پرداخته می شود. کنترل بهینه سیستم حلقه بسته حداقل زمان در رگولاسیون خروجی درمبدل های dc/dc جهت بدست آوردن سطح سوئیچینگ بهینه بکار گرفته می شود و پاسخ گذرای حلقه بسته حداقل زمان سیستم در حذف اغتشاشات ورودی و خروجی توصیف خواهد شد. نتایج شبیه سازی های ارائه شده بهبود محسوس عملکرد گذرای رگولاسیون ولتاژخروجی در مبدل های dc/dc در تکنیک پیشنهادی نسبت به کنترل مد لغزشی کلاسیک را تایید می نماید.