در این رساله، کنترل مستقیم گشتاور و شار درایو موتور سنکرون رلوکتانسی بر مبنای روشهای خطی سازی ورودی- خروجی، خطی سازی ورودی- خروجی تطبیقی و کنترل مود لغزشی طراحی و سپس پیاده سازی عملی می گردد. از آنجا که تحقق کامل استراتژی های مختلف کنترلی (اعم از کنترل ماکزیمم گشتاور به جریان و ماکزیمم ضریب توان مجاز و ...) مستلزم دانستن مقادیر دقیق پارامترهای الکتریکی می باشد و روش کنترل خطی سازی ورودی- خروجی نیز به پارامتر حساسیت زیادی دارد لذا در گام نخست، پارامترهای الکتریکی ماشین اندازه گیری می شوند. در تنها مقاله منتشرشده در زمینه کنترل مستقیم گشتاور درایو موتور سنکرون رلوکتانسی مبتنی بر خطی سازی ورودی- خروجی، معیار برقراری استراتژی راندمان بهینه (با در نظر گرفتن تلفات آهن) و گشتاور تولیدی به عنوان خروجیهای کنترل کننده انتخاب شده اند. لذا، امکان کنترل مستقل دامنه شار مغناطیسی استاتور وجود ندارد. بعلاوه، تحقق کامل روش پیشنهادی وابسته به تنظیم مناسب ضرائب دو pi بکار رفته در آن می باشد. بنابراین در گام دوم این پایان نامه، کنترل مستقیم شار و گشتاور موتور سنکرون رلوکتانسی بگونه ای پیشنهـاد می گردد که درآن شار نیز مشابه گشتاور مستقیماً کنترل و دو pi مذکور نیز حذف شوند. در گام سوم، کنترل سرعت درایو موتور سنکرون رلوکتانسی بر مبنای خطی سازی ورودی- خروجی تطبیقی ارائه می گردد. نکته قابل توجه در این روش آن است که با برقرار بودن شرط تحریک مداوم و ثابت فرض نمودن lq، تخمین بهنگام ld و rs امکان پذیر است. از مزایای بکارگیری این کنترل کننده تطبیقی، امکان اجرای استراتژیهای کنترلی مختلف بدون نیاز به دانستن مقادیر دقیق پارامترهای الکتریکی و یا تهیه جدول می باشد. در گام چهارم یک روش کنترل مستقیم گشتاور و شار جهت درایو موتور سنکرون رلوکتانسی در دستگاه مرجع شاردور استاتور مبتنی بر کنترل مود لغزشی و مدولاسیون بردار فضایی ارائه می گردد. ترکیب اصولی کنترل مود لغزشی، dtc و مدولاسیون بردار فضایی یک سیستم درایو ساده و در عین حال مقاوم را بوجود می آورد. بطور ویژه، کنترل مود لغزشی درایو را نسبت به اغتشاشات گشتـاور بار و تغییرات نقطه کـار مقاوم می سازد، dtc مـوجب پاسخ دینامیکی سریـع می شود و مدولاسیون بردار فضـایی، پاسخهای حالت دائم گشتاور، شار و جریان را با کاهش ریپل بهبـود می بخشد. روشهای پیشنهادی با بهره گیـری از یک رایانه ی سنکـرون با یک بورد cpld بصورت آزمایشگــاهی مورد ارزیــابی قرار می گیرند.

امروزه بهره برداری از انرژی های تجدید پذیر به دلیل رو به اتمام بودن منابع سوخت فسیلی دارای اهمیت روزافزونی می باشد. انرژی باد یکی از منابع انرژی ذکر شده است که بهره برداری از آن به مراتب ساده تر می باشد. بهره برداری از این انرژی با استفاده از یک توربین بادی متصل به یک ژنراتور الکتریکی میسر است. یکی از ژنراتورهای مورد استفاده برای این منظور ماشین القایی دو سو تغذیه می باشد. در این ماشین می توان توان الکتریکی استاتور متصل به شبکه را از طریق اعمال ولتاژهای صحیح به سیم پیچی های روتور کنترل نمود. در این پایان نامه مدل ماشین القایی دو تغذیه که یکی از پر کاربردترین ژنراتورها برای این منظور است معرفی شده و کنترل توان آن مورد بررسی قرار گرفته است. با توج به مدل ماشین، توان یک ماشین القایی دو سو تغذیه به طور مستقیم با حاصلضرب بردارهای شار استاتور و روتور دارای رابطه خطی است، با نادیده گرفتن مقاومت استاتور و ثابت در نظر گرفتن شار استاتور و همچنین استفاده از مدل دو محوری ماشین منطبق بر شار استاتور، می توان توان اکتیو و راکتیو الکتریکی استاتور ماشین را به طور مستقل به ترتیب با کنترل شار روتور در راستای عمودی و افقی شار استاتور کنترل کرد. اما در واقعیت به دلیل وجود مقاومت استاتور شار استاتور ثابت نبوده و اندازه و زاویه بردار آن با تغییرات جریان و توان تغییر می کند. این امر علاوه بر ایجاد تزویج میان کنترل توان اکتیو و راکتیو موجب غیر خطی شدن رابطه توان بر حسب شار شده و کنترل مستقل و سریع امکان پذیر نخواهد بود. در این پایان نامه به منظور مستقل سازی کنترل توان ابتدا مدل ماشین در مختصات مرجع شار شبکه (grid flux) معرفی شده و سپس با در نظر گرفتن مقاومت استاتور و شار نشتی ماشین، شار روتور مرجع صحیح با پیشبینی شار استاتور محاسبه شده و کنترل توان به صورت مستقل انجام می شود. با توجه به این نکته که در ماشین القایی دو سو تغذیه جریان رتور به طور مستقیم قابل اندازه گیری می باشد می توان با استفاده از تخمین جریان روتور و مقایسه آن با مقدار اندازه گیری شده، موقعیت روتور را تخمین زده و روند کنترل را مستقل از سنسور موقعیت انجام داد. منظور تضمین عملکرد صحیح تخمین موقعیت روتور، یک حلقه اصلاح گر پارامتر اندوکتانس مغناطیس کنندگی ماشین به طور همزمان این پارامتر را تخمین می زند. نتایج شبیه سازی انجام شده بر روی یک ماشین dfim 4kw نشاندهنده توانایی روش ارائه شده در کنترل مستقل و مطلوب توان اکتیو و راکتیو استاتور می باشد. همچنین تخمین موقعیت روتور و اصلاح پارامتر ماشین به طور مطلوبی در طول مدت شبیه سازی انجام شده است. به منظور آزمایش روش ارائه شده، یک مدل آزمایشگاهی 4kw محیا گردید که نتایج بدست آمده از آن نتایج شبیه سازی را تأیید می نماید.

امروزه استفاده از منابع تولید پراکنده و به خصوص انرژیهای تجدیدپذیر از اهمیت ویژهای برخوردار است. اینورتر متصل به شبکه، با عملکردی مشابه با یک ژنراتور سنکرون، نقش به سزایی در تزریق توان تولید شده و کنترل پارامترهای کیفیت توان مطابق با استانداردهای مورد نیاز دارد. با توجه به وجود آلودگیهای هارمونیکی در ولتاژ شبکه و درنتیجه تاثیر مخرب آن در جریان خروجی، انتظار میرود که یک اینورتر، جریان کنترل شدهای را با اعوجاج بسیار کم به شبکه تزریق نماید. از اینرو، کنترل جریان در مبدلهای الکترونیک قدرت متصل به شبکه از اهمیّت بسیار زیادی برخوردار است. استفاده از فیلترهای مرتبه بالا به منظور کاهش هامونیکهای جریان، تغییرات فرکانس و اندوکتانس شبکه، از جمله چالشهای مهم در طراحی مبدلهای متصل به شبکه هستند. هدف از این تحقیق ارایهی یک کنترل کنندهی جریان بهبود یافته است، به طوری که نیازهای حالت گذرا و دایمی را مطابق با استانداردهای موجود برآورده نماید. روش تحقیق به گونهای است که ضمن بیان چالش ها، به بررسی انواع روش های کنترل جریان پرداخته و پس از معرفی کنترل کننده پیشنهادی در یک فرآیند طراحی تدریجی و گام به گام، اجزای اینورتر و کنترل کنندههای جریان و ولتاژ طراحی می شود. از میان کنترلکنندههای موجود، کنترلکنندهی تشدیدی به علت ایجاد بهرهی زیاد در فرکانس اصلی و یا هارمونیکهای بالاتر، از جایگاه ویژهی برخوردارند. استفاده از کنترل- کنندهی تشدیدی با چالشهایی نظیر نحوهی پییادهسازی دیجیتال و نیز عدم کنترل همزمان فرکانس تشدید در هارمونیکهای مختلف مواجه است. کنترل کنندهی پیشنهادی، یک کنترل کننده وفقی مبتنی بر تکرار با قابلیت جبران همزمان هارمونیکهای مختلف بوده و از اینرو طراحی پهنای باند و تحلیل پایداری آن امری بسیار مهم و جدی به شمار میرود. در مواردی که )توانهای بالا( اینورتر متصل به شبکه دارای قابلیت های دیگری نظیر کنترل توان راکتیو، فیلتراسیون فعال، کنترل ولتاژ و فرکانس باشد، احتیاج به پاسخ دینامیکی سریع امری جدی می نماید. از اینرو یک کنترل کننده شبهرزونانسی با هدف افزایش سرعت همگرایی نیز در کنترل کننده پیشنهادی تعبیه شدهاست. در پایان، ضمن بررسی انواع روش های کنترلی جذب توان بیشینه از توربین بادی، به شبیه سازی یکی از الگوریتم جدید در این زمینه پرداخته شده است. همچنین نتایج شبیهسازی نیز برای یک توربین بادی متصل به اینورتر ارایه شده است.

اخیراً با توجه به پیشرفت هایی که در الکترونیک قدرت حاصل شده، بکارگیری توربین های بادی مبتنی بر ایده¬های سرعت متغیر رونق بیشتری یافته است و با توجه به ویژگی های منحصر به فرد ژنراتور سنکرون مغناطیس دائم، این ژنراتور یکی از پرکاربردترین ژنراتورهای بکار رفته در توربین های بادی سرعت متغیر است. برای کنترل ژنراتور سنکرون مغناطیس دائم، داشتن موقعیت روتور و سرعت آن لازم است، که باید این دو پارامتر را با استفاده از حسگر موقعیت یا سرعت تشخیص داد و یا تخمین زد. استفاده از حسگر موقعیت، کاهش قابلیت اطمینان، حساسیت به نویز، افزایش هزینه ها، وزن و افزایش پیچیدگی سیستم را در پی خواهد داشت. از اینرو در این پایان نامه، روش های کنترل بدون حسگر مکانیکی برای ماشین های سنکرون مغناطیس دائم مورد بررسی قرار گرفته و مزایا و معایب هر کدام نسبت به هم بیان و مقایسه گردیده است. همچنین روش مدل نیروی محرکه الکتریکی توسعه یافته برای کنترل بدون حسگر موتورهای سنکرون مغناطیس دائم برگزیده شده و شبیه سازی گردیده است. در دهه گذشته، روش های کنترل بدون حسگر زیادی برای موتورهای spmsm بر اساس تخمین نیروی محرکه الکتریکی که اطلاعات موقعیت موتور را در بردارد، پیشنهاد شده است. اما این روش ها نمی تواند مستقیماً به موتورهای ipmsm اعمال شود چون اطلاعات موقعیت تنها در emf قرار ندارد بلکه در اندوکتانس های استاتور نیز وجود دارد. در روش انتخابی ما،یک مدل ریاضی جدید برای موتورهای ipmsm پیشنهاد شده و یک eemf نیز تعریف شده است که اطلاعات موقعیت را هم از emf و هم از اندوکتانس های استاتور در بر می گیرد. در ادامه، توربین بادی مبتنی بر ماشین سنکرون مغناطیس دائم، مدل شده و به استراتژی های کنترلی ردیابی نقطه ماکزیمم توان(mppt) به دو روش استفاده از لاندای بهینه (tsr) و کنترل گشتاور بهینه (otc) پرداخته شده است. همچنین استراتژی ماکزیمم گشتاور به جریان (mtpa) مورد بررسی و شبیه سازی قرار گرفته شده است. در نهایت، کنترل درایو بدون حسگر ژنراتور سنکرون مغناطیس دائم مربوط به توربین بادی با تحقق ردیابی نقطه ماکزیمم توان و استراتژی ماکزیمم گشتاور به جریان بررسی و شبیه سازی شده است.

یکی از روش‏های جذب بیشتر تابش توسط پنل‏های فتوولتاییک، قرار دادن آن‏ها در یک موقعیت بهینه از لحاظ شیب و جهت می‏باشد، به طوری‏که پرتوهای خورشید تا حد امکان در اکثر مواقع بر سطح آن‏ها عمود باشند. در تحقیق حاضر شیب بهینه ی نصب پنل‏های فتوولتاییک برای شهر مشهد با عرض جغرافیایی 36/16 درجه شمالی به کمک مدل ریاضی لیو و جردن برای پیشگویی تابش در سطوح شیبدار محاسبه شد. داده‏های تابش در سطح افق، برای سه سال متوالی از اداره هواشناسی مشهد اخذ شد و برای هر ماه یک میانگین روزانه تابش به‏دست آمد. به کمک مدل ریاضی مذکور و محاسبه ی پارامترهای مورد نیاز، مقادیر شیب بهینه در هر ماه محاسبه شد. بر پایه ی محاسبات تئوری صورت گرفته، آزمایشات میدانی برای مقایسه بین میزان تابش دریافتی توسط پنل، دمای پنل و توان خروجی آن در سه حالت نصب به¬صورت شیب بهینه ی ماهیانه، فصلی و سالیانه صورت گرفت. چهار ماه از سال که هر کدام در یکی از فصول سال واقع شده‏اند برای انجام داده برداری‏ها انتخاب شد. موقعیت بهینه ی سالیانه برای نصب پنل‏های فتوولتاییک در شهر مشهد، شیب 30 درجه رو به جنوب به‏دست آمد. نتایج نشان داد که توان خروجی پنل‏های فتوولتاییک با افزایش تابش ورودی به آن و کاهش دمای پنل، افزایش می یابد. محاسبات نشان داد، برای دریافت بیشترین تابش خورشیدی در شهر مشهد، با در نظر گرفتن جنبه اقتصادی، بهتر است شیب پنل‏های فتوولتاییک دو بار در سال تغییر کند. بدین صورت که در فصل بهار و تابستان از شیب 10 درجه و در فصل پاییز و زمستان از شیب 50 درجه استفاده شود. در این صورت کل انرژی دریافتی سالیانه توسط پنل به میزان 6/3 درصد نسبت به حالت بهینه ی سالیانه(30 درجه) افزایش می‏یابد. همچنین در این تحقیق یک مکانیزم مکانیکی نیمه خودکار برای تغییر شیب بین این دو حالت برای مناطق کشاورزی دور افتاده طراحی و ساخته شد تا با سهولت بیشتری تغییر وضعیت پنل امکان پذیر باشد.

اکوتوریسم نوعی گردشگری است که ضرورت سازگاری با محیط زیست وهمسویی با اصول پایداری در آن مورد تأکید قرار گرفته است. بنابراین ضروری است که کلیه برنامه¬ریزی¬ها و سیاست¬گذاری¬ها در جهت پایداری توسعه اکورتوریسم انجام گیرد. یکی از معیار¬های مهم توسعه پایدار، میزان استفاده از انرژی¬های تجدید پذیر می¬باشد. این پژوهش در صدد شناسایی و اولویت بندی عوامل داخلی و خارجی تأثیرگذار بر توسعه و یا عدم توسعه سیستم¬های فتوولتائیک با تکیه بر انرژی تجدید پذیر خورشیدی در تولید برق در منطقه ییلاقی و گردشگری طرقبه است. این تحقیق با هدف تعیین راهبرد و ارائه راهکارهای موثر به ارزیابی استفاده از فناوری¬ فتوولتائیک در مکان¬های اکوتوریستی پرداخته است. بدین منظور، نظر سنجی از متولیان مکان¬های گردشگری و کارشناسان انجام شد و با استفاده روش¬های آماری و مدل ترکیبی swot-ahp به تجزیه و تحلیل نظرات پرداخته شد. یافته¬های تحقیق گویای آن است که جهت رفع موانع موجود در توسعه فناوری فتوولتائیک، بهره گرفتن از راهبرد تدافعی در اولویت برنامه¬های توسعه اکوتویسم می¬تواند در پایداری منطقه مورد مطالعه موثر واقع شود.

بیش از %80 آب مصرفی استان خراسان رضوی از منابع آب زیرزمینی تامین می¬شود که بسیاری از این منابع دارای tds بیش از حد استاندارد (mg/l500) سازمان بهداشت جهانی ( who) برای شرب می باشد. با توجه به انرژی زیاد مورد نیاز برای تصفیه و شیرین سازی آب، استفاده از انرژی های تجدیدپذیر به ویژه انرژی خورشیدی بسیار مهم است. هدف از این پروژه تجزیه و تحلیل پتانسیل شیرین سازی آب های زیرزمینی با استفاده از انرژی تولیدی سلول¬های خورشیدی است. با تجزیه و تحلیل جغرافیایی عمق و tds آب¬های زیرزمینی و تابش خورشیدی در محیط gis، پتانسیل شیرین-سازی آب در آبخوان¬های استان خراسان رضوی مورد مقایسه قرار گرفته است. برای این منظور، نقشه های تغییرات مکانی تابش خورشیدی، tds و عمق آب¬های زیرزمینی تهیه و سپس ظرفیت شیرین سازی آب به روش اسمز معکوس فتوولتایی (pv-ro)، برای هر یک از آبخوان¬های استان خراسان رضوی برآورد گردیده است. با برابر قرار دادن توان مورد نیاز تصفیه و پمپاژ آب¬های زیرزمینی با توان تولیدی سیستم فتوولتاییک و حل معادله برای دبی آب شیرین تولیدی، ظرفیت شیرین سازی آب به روش pv-ro به دست می آید که با بکارگیری نقشه¬ های رستری پارامترها ، نقشه ظرفیت شیرین سازی آب به روش pv-ro تهیه گردید. نتایج نشان می¬دهد که با استفاده از صفحه¬ی خورشیدی با سطح m21، با توجه به شرایط منطقه، می توان حداقل 706 و حداکثر 3316 لیتر آب با شوری کمتر از 500 میلی گرم در لیتر در روز را شیرین نمود. تطابق نقشه ظرفیت شیرین سازی آب به روش pv-ro با نقشه عمق تخمینی نصب پمپ، نشان می¬دهدکه قسمت اعظم انرژی صرف پمپاژ آب می¬شود.

چکیده رساله/ پایان نامه: ماشین القایی دو تحریکه بدون جاروبک به دلیل مزایایی که دارد در چند سال اخیر مورد توجه ویژه قرار گرفته است. این ماشین، برخی از خصوصیات بارز ماشین القایی قفس سنجابی و سنکرون معمولی را بطور همزمان دارا می باشد و در عین حال، کنترل آن به یک مبدل با ظرفیتی کمتر از ظرفیت نامی ماشین نیاز دارد. با این وجود برای این ماشین در مقایسه با ماشین های القایی متداول معایبی همچون ساختار پیچیده تر، قیمت بالاتر و نیز ابعاد بزرگتر، مطرح می شود. در این پایان نامه ابتدا به معرفی انواع ماشین های القایی دو تحریکه پرداخته می شود. سپس به طور خاص بر روی ماشین القایی دوتحریکه بدون جاروبک تمرکز شده و ساختار و نیز نحوه عملکرد این ماشین به تفصیل شرح داده می شود. پس از آن، ضمن معرفی کنترل مد لغزشی، یک روش پیشنهادی مبتنی بر کنترل خطی و کنترل مد لغزشی جهت کنترل مستقیم شار و گشتاور ارائه می شود. در ادامه به منظور ارزیابی عملکرد این ماشین در حالت ژنراتوری و در کاربرد توربین بادی، الگوریتم کنترل بهینه گشتاور به منظور تحقق جذب توان بیشیینه از توربین بادی اجرا می شود. در انتها نیز نشان داده می شود که با اجرای استراتژی کنترلی ماکزیمم گشتاور به جریان به روش گرادیان، می توان دامنه جریان های سیم پیچ کنترل و قدرت را به گونه ای کنترل نمود که تلفات مسی ماشین حداقل شود.

نیاز روز افزون به انرژی الکتریکی، محدود بودن سوخت های فسیلی و افزایش آلودگی زیست محیطی، استفاده از منابع انرژی تجدیدپذیر همچون خورشید را در صنعت برق به امری ضروری تبدیل کرده است. سامانه های خورشیدی متصل به شبکه با ضریب نفوذ بالا، اثراتی بر روی پارامترهای کیفیت توان شبکه توزیع دارد. با توجه به گسترش این سامانه-ها، بررسی اثرات آنها جهت تعیین قیود حداکثر ظرفیت قابل نصب فتوولتائیک بر روی شبکه توزیع از چالش های پیش روی این صنعت می باشد.

در چند دهه اخیر، با توجه به محدودیت منابع انرژی سنتی همچون انرژی های فسیلی، منابع انرژی تجدیدپذیر مانند انرژی خورشیدی و انرژی بادی بیش از پیش مورد توجه و استفاده قرار گرفته اند. در این میان سیستم های فتوولتائیک به عنوان یکی از انواع سیستم های خورشیدی، قادر به تولید انرژی الکتریکی از انرژی تابشی خورشید می باشند. یکی از کاربردهای سیستم های فتوولتائیک، استفاده آن ها در پمپ های خورشیدی است. در بسیاری از مناطق، آب در سفره های زیرزمینی وجود داشته و خارج سازی آن توسط دست، تلمبه های دستی و یا موتورهای دیزلی که از سوخت های فسیلی استفاده می کنند، صورت می پذیرد. در مناطق کویری یا کوهستانی که مشکل برق رسانی وجود دارد و نیز آب در عمق نسبتاً زیادی از سطح زمین قرار دارد، خارج سازی آب به روش های فوق امکان پذیر نیست. در این مناطق استفاده از پمپ های خورشیدی می تواند مزایای فراوانی داشته باشد. پمپ های خورشیدی، پمپ هایی هستند که در آن ها انرژی خورشید به وسیله پنل های خورشیدی به انرژی الکتریکی تبدیل و از این انرژی در راه اندازی پمپ آب استفاده می گردد. موتورهای القایی سه فاز، یکی از گزینه های جذاب برای استفاده در پمپ های خورشیدی می باشند. طراحی ساده و ساختمان مستحکم، قیمت ارزان و هزینه نگهداری پایین از امتیازات اصلی موتورهای القایی می باشند. در این پایان نامه، به منظور کنترل موتور القایی در پمپاژ خورشیدی، از روش کنترل مستقیم گشتاور مبتنی بر کنترل های غیرخطی استفاده می شود. با وجود سادگی عملکرد کنترلرهای خطی اما با توجه به طبیعت غیرخطی ماشین های الکتریکی و مقاوم نبودن این کنترلرها در مقابل تغییرات وسیع پارامترهای سیستم، که ناشی از عواملی همچون دما، اشباع مغناطیسی و نامعینی ها و عدم قطعیت ها در مقادیر اولیه می باشد باعث می شود تا کنترل مطلوب موتور محقق نشود. بدین منظور در سال های اخیر، بکارگیری کنترل کننده های غیرخطی به علت مقاوم بودن نسبت به تغییرات و نامعینی های موجود در پارامترهای سیستم تحت کنترل، پاسخ دینامیکی سریع، توانایی جبران اثرات اغتشاش و عدم قطعیت ها و سادگی طراحی و اجرا، مورد توجه محققین درایوهای الکتریکی قرار گرفته است.

در این پایان نامه ، کنترل حلقه بسته سرعت درایو موتور سنکرون رلوکتانسی سه فاز با استفاده از یک کنترل کننده فازی -لغزشی با تغییر ساختار کلی ارائه می گردد.