طراحی و پیاده سازی جبرانساز اثرات غیرخطی در مبدل های الکترونیک قدرت با استفاده از درونیابی برداری

در دنیای صنعتی امروز مبدل¬های الکترونیک قدرت نقش مهمی را برعهده گرفته¬اند. عملکرد این مبدل ها همواره از دو دیدگاه فنی و اقتصادی مورد ارزیابی قرار می¬گیرد. از نظر اقتصادی می¬بایست از کمترین هزینه ساخت و بهره¬برداری و از نظر فنی می¬بایست از کنترل پذیری و قابلیت اطمینان بالا برخوردار بوده و کیفیت ولتاژ و جریان آنها در حد مطلوبی قرار داشته باشد. در میان مبدل¬های شناخته شده برای تبدیل ولتاژ dc به ac و از نوع افزاینده، ساختارهای مختلف با ویژگی¬های فنی و اقتصادی متفاوتی ارائه شده است به نحوی که بعضی از نظر اقتصادی و بعضی دیگر از نظر عملکردی و قابلیت اطمینان در حد قابل توجهی قرار دارند. اما مشکل اصلی این است که مجموع این دو ویژگی تقریبا در هیچ کدام از این مبدل¬ها وجود ندارد چراکه برای کاهش هزینه¬ها و داشتن عملکرد مطمئن¬تر می¬بایست مراحل تبدیل سطح ولتاژ و تغییر فرم از dc به ac همزمان در یک مرحله صورت گیرد و این کار معمولا با دو ایراد اساسی مواجه است؛ یکی نبود یک مدولاسیون کارآمد و دیگری وجود هارمونیک¬های بزرگ از نوع مرتبه پایین در ولتاژ خروجی است. لذا اهداف اصلی در این رساله عبارتند از: 1- انتخاب یک مبدل تک مرحله¬ای از نوع dc/ac با قابلیت افزایش همزمان دامنه (به عنوان دشوارترین نمونه از نظر کنترل و هارمونیک¬های تولیدی). 2- ارائه یک روش مدولاسیون مبتنی بر رفتار مبدل¬های منبع ولتاژی و بهینه¬سازی آن برای مبدل¬ پیشنهادی. 3- بررسی مقادیر هارمونیک¬های خروجی در مبدل پیشنهادی و ارائه راهکار برای جبرانسازی آنها. به منظور دست یافتن به روش مدولاسیون مبتنی بر منبع ولتاژ، از تحلیل مبدل¬های dc/dc بصورت تفاضلی و استخراج یک مقدار offset ثابت استفاده شده است. همچنین برای بهبود عملکرد مبدل، روشی برای بهینه نمودن مقدار offset ارائه شده است که برای همه انواع مبدل¬های dc/ac سه فاز، اعم از buck و boost و مشتقات آنها قابل استفاده می¬باشد. به منظور جبرانسازی هارمونیک¬های مرتبه پایین نیز الگوریتمی مبتنی بر استفاده از یک نوع ابزار یادگیری ماشینی با عنوان support vector regression ارائه شده است. هدف از ارائه الگوریتم جبرانسازی، اصلاح عرض پالس¬های محاسبه شده توسط روش¬های مدولاسیونی است که در ابتدا معرفی شدند. در این رساله صحت نتایج مربوط به عملکرد روش¬های مدولاسیون و جبرانسازی پیشنهادی، علاوه بر شبیه سازی توسط پیاده سازی واقعی نیز مورد مطالعه قرار گرفته است.