ارائه و ساخت یک اینورتر جدید منبع ولتاژ سه فاز با قابلیت افزایش و کاهش ولتاژ همراه با طراحی کنترل کننده های مناسب

در بسیاری از کاربردهای صنعتی احتیاج به مبدلی با قابلیت تبدیل ولتاژ dc به ac با دامنه بیشتر از دامنه ولتاژ ورودی است. سیستم های تولید پراکنده که درآنها دامنه منبع تولید در مقایسه با دامنه ولتاژ شبکه کوچکتر است، upsها که در آنها مقدار ولتاژ منبع ذخیرهdc ،کمتر از ولتاژ نامی بار است و hevوev ها که در آنها احتیاج به افزایش دامنه ولتاژ ورودی و تبدیل آن به ac است, نمونه هایی از این کاربرد های می باشند. در این نوع کاربردها بار تغذیه شده توسط اینورتر ممکن است یک بار غیر خطی مثل یک کامپیوتر یا درایو الکتریکی با ورودی یکسوساز باشد. یکسوساز جریان غیر سینوسی از خروجی اینورتر می کشد. این جریان بدلیل شکل غیر سینوسی و تغییرات شدید می تواند عملکرد اینورتر را دچار اختلال کند. از سوی دیگر بار تغذیه شده ممکن است یک بار نا متعادل باشد. همچنین در مواردی که چندین بار به صورت موازی در خروجی اینورتر قرار دارد, خارج یا وارد شدن هر بار در مدار موجب تغییر آنی بار اینورتر می شود. بدلیل تغییر دامنه تولید در سیستم هایdg یا تغییر دامنه منبع ذخیره درev وhev یا ups, اینورتر در در معرض تغییرات ولتاژ ورودی می باشد. لذا مبدل باید در کلیه این شرایط عملکرد مناسبی از خود نشان دهد و ولتاژ سه فاز متعادل با دامنه ثابتی را به بار برساند. در این پایان نامه یک اینورتر منبع ولتاژ سه فاز با قابلیت افزایش ولتاژ ورودی پیشنهاد, تحلیل و طراحی شده است. از ویژگی های بارز این اینورتر راندمان بالا, تعداد المان های نسبی کمتر, عدم نیاز به سوئیچ های با قابلیت تحمل ولتاژ منفی و حجم و هزینه کاهش یافته می باشد. بدلیل رفتار غیر خطی اینورتر و به منظور ایجاد رفتار مناسب در برابر تغییر آنی بار، بار غیرخطی و تغییر ولتاژ, دو روش کنترلی غیر خطی مناسب، یکی روش کنترل مد لغزشی و دیگری روش کنترل دو حلقه ای با فرکانس ثابت برای مبدل طراحی و به کار گرفته شده است. نتایج شبیه سازی با نرم افزار psim در شرایطی چون تغییر بار، بار غیر خطی و تغییر ولتاژ ورودی، به منظور بررسی صحت عملکرد اینورتر وکنترل های اعمال آورده شده است. یک نمونه آزمایشگاهی از اینورتر ارائه شده باکنترل مد لغزشی اعمال شده به آن, با مدارات تماماً آنالوگ و بدون استفاده از سنسور اثر هال یا ct طراحی و ساخته شده است که این امر سبب کاهش هزینه مدار شده است. در پایان نیز نتایج عملی آورده شده است و با نتایج شبیه سازی مورد مقایسه قرار گرفته است که این دو دسته نتایج کاملاً منطبق می باشند. نتایج بدست آمده از شبیه سازی های کامپیوتری و همچنین نتایج حاصل از آزمایشهای عملی, صحت عملکرد اینورتر جدید سه فاز طراحی شده و کارایی کنترل کننده های پیشنهادی را تایید کرده اند.