امروزه گسترش ادوات الکترونیک قدرت باعث افزایش بارهای غیرخطی در شبکه قدرت شده است. این بارها بدلیل مشخصه ای که دارند باعث بوجود آمدن تغییراتی در ولتاژ و جریان المان های شبکه قدرت میشوند. یکی از این المان ها که تحت تاثیر قرار میگیرد، ژنراتور سنکرون است که بعنوان منبع توان در شبکه حضور دارد. در این پروژه موضوع ارتعاشات و نوسان های روتور ماشین سنکرون تحت شرایط حضور بار های غیرخطی مورد مطالعه قرار گرفته است. بخش اول مروری کلّی است بر هارمونیک های موجود در شبکه قدرت و آثار آنها، سپس در بخش دوم، تحقیقات انجام شده در مورد ارتعاشات و نیروهای درون ماشین سنکرون بررسی خواهند شد. در بخش سوم روابط هارمونیک ها و سری های فوریه ارائه میشوند. در بخش چهارم روابط مربوط به نیرومحرکه های الکترومغناطیسی بسط داده شده و ارتباط گشتاور با این نیرو محرکه ها بیان شده است همچنین به صورت تحلیلی، نوسانات بوجود آمده بررسی شده است. در بخش پنجم اصول آنالیز المان محدود یادآوری شده و در بخش آخر، نتایج روش های تحلیلی ، آنالیز المان محدود و آزمایش انجام شده ارائه شده و مورد مقایسه قرار گرفته است. از شبیه سازی ها و آزمایش های انجام شده چنین برمی آید که ژنراتورهای سنکرون نیروگاهی بیشتر تحت تاثیر اعوجاجات جریان قرار میگیرند و نوسانات روتور کاملاً مشهود است . همچنین تداخل هارمونیک های شیاری و زمانی با هارمونیک های مکانی باعث افزایش نیروهای نویز و ارتعاشات در یاتاقان ها میشود.

ا ط??ظ? غ ط?ات?ض?بی ??یط? قبض ح??ضی ثب آ??طثبی زائ زض ت?ضثی ?بی ثبزی و?چه ث? وبض طٌفت? ی? ق? س?. ا?تفبز? اظ ای ?? غ ط?ات?ض?ب ثب ث? حصف یٌطثی? ی? ق?ز ? ت فّبت ی?ب ی?یی، ?ظ ?ی?ت ? ت ی??ط ? ??ٍساضی ضا وب?ف ی? ز?س ? لبث یّت ا یَ??ب ? ضا س? ب? ?ی?ت ت?ضثی ثبزی افعایف ی? یبثس. ثطض?ی ?بی ن?ضت طٌفت? زض ای پبیب ب? ?? زض خ?ت ز?ت یبثی ث? یه ?بذتبض غ ط?ات?ض قبض ح??ضی ثب حسال ?? فِ? ?بی ?بض ?? ی?یی زض قبض ? ? تِبغ ا مِبیی ی? ثبقس ? زضثطزاض س?? ی طَاحی، تح یّ ? قجی? ?بظی ?بذتبض?بی ر?ت فّی اظ غ ط?ات?ض قبض ح??ضی ا?ت. زض ای پبیب ب? ?? ?بذتبض?بی ر?ت فّی اظ غ ط?ات?ض قبض ح??ضی ثب ا?تبت?ض ثس? قیبض، قیبضزاض ? ثس? ??ت? اظ ط?? ?? فِ? ?بی ?بض ?? ی?یی زض چ بٍیِ قبض فبن ?ّ ی ??ایی م?بی?? ی? ق? س?. ? چ??ی چ بٍ یِ قبض غ??ب یَ?ی ? ? تِبغ ا مِبیی ب?قی اظ قی ?بی ر?ت فّ آ??طثب ی?ع ??ضز ثطض?ی ? م?بی?? لطاض ی? یٌطز. ث ل?ا??، تبثیط آضایف آ??طثب?ب ? طَیم? ی ه?ت آ ?ب ض?ی چ بٍیِ قبض غ??ب یَ?ی ? ? تِبغ ا مِبیی ک?ب زاز? ی? ق?ز. ?پ? ?ی? یٌ ?بی ??ُّه ثطای ز?تیبثی ث? یه ?بذتبض ??ب?ت اظ حِب حسال ?? فِ? ?بی ?بض ?? ی?یی زض چ بٍ یِ قبض غ??ب یَ?ی ? ? تِبغ ا مِبیی ط??فی ی? ق?ز ? ثط ا?ب? ای ?ی? یٌ ?ب ز? ?بذتبض ا? یِ? ? ث?ی?? طَاحی ? قجی? ?بظی ی? طٌزز. زض ??بیت ای ز? ?بذتبض اظ حِب ی??ّطز ثب ییسی طٍ ??ضز م?بی?? لطاض ی? یٌط س?.

پروسه های صنعتی همواره نیاز به تنظیماتی به منظور راندمان و عملکرد بهینه دارند.این تنظیمات معمولا روی سیستم های درایو کنترل سرعت متغیر انجام می شود. سیستم های درایو کنترل سرعت متغییر مهمترین قسمت اتوماسیون هستند.آنها به بهینه سازی پروسه ،کاهش هزینه های سرمایه گذاری و تحقیق و همچنین کاهش مصرف انرژی کمک می کنند. سه نوع متفاوت از درایو های سرعت متغییر وجود دارد. درایوهای الکتریکی،درایوهای هیدرولیکی و درایوهای مکانیکی.تمرکز این پروژه بر روی درایوهای الکتریکی است.یک درایو الکتریکی اساسا از سه بخش:موتورالکتریکی،کانورتر الکترونیک قدرت و سیستم کنترل تشکیل می شود.موتورالکتریکی مستقیم یا غیر مستقیم به بار مکانیکی متصل است.کانورتر الکترونیک قدرت شارش قدرت الکتریکی از منبع تغذیه به موتور را از طریق کلید زنی عناصر نیمه هادی کنترل می کند.برای کنترل مناسب درایو الکتریکی همه ی بخش های الکتریکی و مکانیکی احتیاج به مراقبت و سنجش دارند.سیگنال های کنترل معمولا توسط سنسورها استخراج می شوند که خروجی آنها بستگی به نوع استراتژی کنترل و توابع مورد نیاز دارند

پیشرفت تکنولوژی در سالهای اخیر پژوهشگران را به سمت یک ساختار جدید از ماشینهای الکتریکی سوق داده است وجود آهنرباهای دائم و انرژی ناشی از این مواد و توسعه ی آهنرباها و بالا رفتن کیفیت آنها میدان عمل و استفاده را افزایش داده است چنانچه از آنها درساخت ماشینهای شار شعاعی و همچنین طراحی و ساخت ماشینهای شار محوری استفاده شده است ماشینهای شار شعاعی به علت راندمان بالا و گشتاور بالا هدف پروژه قرار گرفته است در این پروژه نوع خاصی از این موتورها یعنی استاتور با هسته شیار دار و رتور pm با آهنربای نصب شده در سطح مورد ارزیابی قرار گرفته است علت انتخاب استاتور با هسته، بالا بودن راندمان این ماشین،کم شدن مقاومت مسیر مغناطیسی و کوچک شدن این گونه ماشینها در مقایسه با یک ماشین بدون هسته است و همچنین جایگذاری کلاف در این ماشین ها راحت تر و مقدار آهنربای مصرفی که سهم زیادی در قیمت تمام شده محصول را دارا است کمتر است همچنین ضریب قدرت در این ماشین بالا است اما راندمان این ماشین در مقایسه با ماشین با استاتور بدون هسته کمی کمتر است با وجود این مزیت های بالا ما را بر آن داشت که از این ساختار استفاده نمایم.

خطوط انتقال انرژی و ایستگاه های فشار قوی در شبکه های سراسری انتقال انرژی آسیب پذیرترین و حساس ترین قسمتهای شبکه را در قبال پدیده های طبیعی ازجمله رعد و برق یا تخلیه جوی الکتریکی تشکیل می دهند. با توجه به اینکه بسیاری از شبکه های انتقال از مناطق کوهستانی با ارتفاع بالا عبور می-کننددر نتیجه اکثر این مناطق مخصوصاً در فصل های بهار و پاییز با پدیده رعد و برق مواجه هستند. برخورد موج صاعقه به سیستم انتقال می تواند در صورت بالا بودن امپدانس سیستم زمین و دکل باعث افزایش ولتاژ بدنه و تولید جرقه برگشتی و در نتیجه بروز قطعی در سیستم قدرت شود. قسمت های اصلی و حساس شبکه های سراسری انتقال انرژی را خطوط با ولتاژهای بالا 400 – 800 کیلو ولت با ظرفیت انتقال 10000-2000 مگا وات تشکیل میدهند ، قطع ناگهانی این خطوط به دنبال تخلیه جوی بر خط و بروز قوس در طول زنجیر مقره ، شرایط پایداری شبکه را مختل ساخته در صورت عدم پیش بینی کافی ، به خاموشی کامل و سراسری منجرب میشود. در نتیجه جلوگیری از وقوع این پدیده از اهمیت ویژه ای در طراحی ها و اجرا برخوردار میباشد. انتقال جریان های موجی به زمین در پی تخلیه جوی الکتریکی بر هر قسمت از خطوط انتقال شامل سیم های فاز ، سیم های زمین و برج ها و نقطه اتصال آن به زمین صورت میپذیرد. مقاومت مسیر جریان موجی را به زمین ، مقاومت بدنه برج ها و مقاومت زمین انان تشکیل میدهد.در هنگام برقراری جریان های موجی این کمیات مشخصات موجی را دارا میگردند.حال اگر امپدانس موجی خطوط و برج و سیستم زمین کم باشد درنتیجه جریان بالای حاصل از صاعقه به زمین منتقل میشود و برای سیستم مشکلی ایجاد نخواهد کرد ولی در صورتی که مسیر عبور جریان صاعقه مانند برج و سیستم زمین امپدانس بالایی داشته باشد باعث بوجود آمدن ولتاژ بالایی در زنجیر مقره میگردد . از موارد بالا نوع برج متغیر نخواهد بود و امپدانس موجی آن ثابت خواهد بود ولی امپدانس پای دکل در فضاها و فصول مختلف متغیر خواهد بود و اثرات متفاوتی را روی سیستم قدرت خواهد گذاشت. در صورتی که بارهای حاصل از صاعقه به زمین به موقع و همزمان با تخلیه جوی صورت نگیرد ، ولتاژ موجی قابل ملاحظه ای در برج ها ظاهر گردیده و در صورتی که این ولتاژ از آستانه تحمل خطوط و زنجیر مقره بالاتر رود باعث ایجاد قوس خواهد شد که در ادامه به توضیحات کامل و دقیقتر میپردازیم. دراین نوشته سعی شده با شبیه سازی سیستم 132 کیلوولت متشکل از 6 برج حالت های مختلف ولتاژ روی زنجیر مقره را با صاعقه های مختلف و سیستم های مختلف زمین در خاک تک لایه و سه لایه مقایسه کرد و حالت مناسب و بهینه را تعیین نمود.

در این پایان نامه موتور سنکرون آهنربای دائم سرعت زیاد از نوع نصب شده بر سطح بر روتور طراحی و بهینه سازی می گردد. این موتور در کاربرد خنک کننده توانkw 2و سرعت 200000 rpmطراحی می شود. روش تحلیلی برای طراحی ماشین آورده می شود و محدودیت های مکانیکی نظیر سرعت بحرانی، تنش وارده بر قسمت های مختلف روتور بررسی می شود. پس از اینکه یاطاقان های مربوطه بررسی شد. نوسان محور روتور گرفته شد. به این نتیجه رسیدیم که می توان از یاطاقان هوایی بدین منظور استفاده گردد. پس از طراحی موتور به منظور ارزیابی الکترومغناطیسی چگالی شار در فاصله هوایی و استاتور موتور گرفته شد و با فرمول های طراحی قیاس گردید. نتایج بیانگر اختلاف ناچیز آن با مقادیر طراحی بود. همچنین به منظور ارزیابی مکانیکی تنش های مماسی و شعاعی در قسمت های مختلف گرفته شد. نتایج آن بیانگر این بود که ماشین ما تحمل تنش های وارده را دارد.

در این پایان نامه پیاده سازی مبدل یکسوساز سه فاز کنترل شده با استفاده از مدار کلی ماتریس سوئیچینگ ( gsmc) مورد بررسی قرار گرفته است. استفاده از مدار ماتریس سوئیچینگ برای مبدل ها علاوه بر اینکه نحوه تحلیل عملکرد کلیدها را آسان تر می کند، این امکان را فراهم می کند که بتوان با استفاده از روش های بهینه سازی، عملکرد کلیدها را بهبود بخشید. بهینه سازی عملکرد سوئیچینگ کلیدها برای مبدل یکسوساز سه فاز، محور اصلی این پایان نامه را تشکیل می دهد و روند شبیه سازی مرحله به مرحله ارائه می شود. در این راستا ابتدا ساختار مبدل یکسوساز سه فاز، با استفاده از gsmc بیان می شود. در ادامه برای هر کلید، یک تابع سوئیچینگ ارائه می شود. این توابع سوئیچینگ نحوه عملکرد کلیدها را در زمان های مختلف، نشان می دهند. سپس با استفاده از روش بهینه سازی الگوریتم ژنتیک، متغیرهای توابع سوئیچینگ به گونه ای تعیین می شوند که ولتاژ خروجی کمترین تموج و جریان ورودی کمترین thd را داشته باشد. در تابع هدف بیان شده در این پایان نامه، تلفات سوئیچینگ نیز درنظر گرفته شده است. کلیدهای به کار رفته در این طرح، ترانزیستورهای قدرت igbt می باشد. در نهایت این توابع سوئیچینگ با استفاده از ریزپردازنده استخراج می شود. توابع سوئیچینگ استخراج شده از پورت خروجی ریزپردازنده در نرم افزار شبیه سازی می شود. مدار نهایی تولید کننده توابع سوئیچینگ بهینه، طراحی و بر روی مدار چاپی ساخته شده است. واژه های کلیدی: الگوریتم ژنتیک، ترانزیستورهای قدرت igbt ، تلفات کلیدزنی، مدار کلی ماتریس سوئیچینگ (gsmc)

چکیده در این مقاله شبیه سازی دینامیکی موتور سنکرون آهنربای دائم (pmsm) با هدف ماکزیمم بازده انجام گرفته است. راه حل های متفاوتی جهت این امر وجود دارد که در این تحقیق با استفاده از سیستم های هوشمند به این اهم رسیده ایم. بدین منظور با استفاده از بهینه سازی الگوریتم ژنتیک با هدف ماکزیمم نگه داشتن ضریب توان موتور، بازده موتور را بهبود می بخشیم. سپس با استفاده از معادله مشخصه موتور،تابع ماکزیمم بازده فرمول بندی،سپس با استفاده از الگوریتم ژنتیک ماکزیمم ضریب توان را به صورت بهنگام بهینه سازی می کنیم. در واقع قید مساله ما ضریب توان بوده که در هر مرحله با استفاده از الگوریتم ژنتیک مقدار آن چک می شود. شبیه سازی ها ابتدا بدون در نظر گرفتن رویکرد پیشنهادی انجام و نتایج نشان داده خواهد شد. سپس با استفاده از بهینه سازی ژنتیک نتایج مجددا انجام و نسبت به حالت قبل مقایسه می گردد. همانطور که از نتایج خواهیم دید ، رویکرد پیشنهادی از نتایج بهتری برخوردار بوده و در حدود بیش از 60 درصد در شرایط بارگذاری مختلف ، افزایش بازده داشته ایم. کلید واژه : موتور سنکرون آهنربای دائم ، ضریب توان ، بازده ، کاهش تلفات ، توان ورودی ، کنترل برداری svm .

افزایش مصرف انرژی در عین محدودیت منابع و هزینه زیاد انرژی، عامل اصلی تلاش ما در راستای کاهش تلفات در سیستم های الکتریکی می باشد. از طرف دیگر موتورهای القایی بیش از 50 در صد مصرف انرژی الکتریکی را شامل می شوند. لذا با توجه به حجم عظیم انرژی مصرفی،تلاش در جهت کاهش تلفات موتورهای القایی،بخصوص در کاربردهای دور موتور کاملا ضروری می باشد. از اواخر دهه 1970میلادی کمینه سازی تلفات موتورهای الکتریکی به عنوان یک موضوع کاملا جدی مطرح شده است. بررسی کارهای انجام شده در این زمینه نشان می دهد که با پیشرفت هرچه بیشتر ادوات الکترونیک قدرت و ریز پردازنده ها به عنوان اجزای اصلی سیستم کاهش تلفات،این سیستم ها نیز به ساختارهای کنترلی پیشرفته تر و ارزانتر ونتایج عملکردی بهتر نائل شده اند؛در نتیجه مقبولیت و کاربرد بیشتری یافته اند. پیش بینی میشود در آینده این سیستم ها به عنوان بخش تفکیک ناپذیر محرکه های الکتریکی درآیند. می توان اساس کلیه روش های کنترلی کاهش تلفات و بهینه سازی بازده موتور را ایجاد تعادل بین تلفات آهنی و تلفات مسی موتور دانست. موتورهای القایی به شرط آنکه خوب طراحی شوند در بار نامی و سرعت نامی دارای بازده قابل قبول می باشند. اما در بارهای کم،بازده موتورهای القایی به دلیل عدم تعادل در تلفات مسی و آهنی به شدت افت می نماید. روش های نوین کاهش تلفات با تنظیم متغیرهای کنترلی موتور سعی می کنند این تعادل همواره برقرار بماند.با ظهور ادوات الکترونیک قدرت و همچنین اینورتر منبع ولتاژ (vsi)،کنترل شار به آسانی بدست می آید. موتورهای القایی معمولا برای بالاترین راندمان در بار نامی خود طراحی شده اند در اکثر کاربرد ها بار ماشین، بار نامی آن نیست و بازده موتور نسبت به حالت نامی آن کاهش می یابد و درصد بزرگتری از توان ورودی به تلفات تبدیل می شود. بازده موتور را می توان با کار در شار بهینه با کنترل جریان محور d در مرجع dq بهبود داد. در این پروژه ، بیشینه سازی راندمان با به حداقل رساندن تلفات موتور القایی با استفاده از الگوریتم ژنتیک (ga) ارائه شده است. الگوریتم ژنتیک با در نظر گرفتن گشتاور و سرعت در هر لحظه جریان محور d را تنظیم می کند. شبیه سازی ها در نرم افزار متلب انجام شده است و نتایج با روش غیر مستقیم foc بدون کمینه سازی تلفات مقایسه گشته است. نتایج نشان می دهد که کاهش قابل توجهی در تلفات و در نتیجه افزایش بازده ماشین در بار های کمتر از نامی با استفاده از این روش بدست می آید. در این تحقیق تلفات کل را نسبت به گشتاور و سرعت محاسبه و سپس با استفاده از الگوریتم ژنتیک جریان isd را در هر لحظه تنظیم می کنیم. در ادامه ، در بخش اول مقدمه ای از موتور های القایی بیان می شود . در بخش دوم ، مقدمه ای بر کنترل موتورهای القایی با ادوات الکترونیک قدرت بیان سپس در بخش سوم و چهارم به ترتیب مدل موتور القایی و کنترل موتور القایی با اینورتر ذکر می گردد. در بخش پنجم و ششم به ترتیب توصیفی از بهینه سازی الگوریتم ژنتیک و نتایج شبیه سازی کار ما بیان شده است. و در نهایت نتیجه گیری را در بخش هفتم ذکر نموده ایم.