از حیث نیاز و یا عدم نیاز سیستم های تحریک ژنراتورهای سنکرون به جاروبک، دو نوع سیستم تحریک مورد استفاده قرار می گیرند. اول سیستم های تحریک بدون جاروبک و دوم سیستم های با جاروبک.سیستم تحریک ساخت شرکت زیمنس که بر روی ژنراتورهای 200 mva ساخت شرکت آنسالدو نصب می گردند، از نوع استاتیک می باشد. هدف از این پروژه، بررسی امکان جایگزینی سیستم تحریک موجود با سیستم تحریک بدون جاروبک می باشد. برای این منظور، مدل های تحریک کنترلی بدون جاروبک که توسط موسسه ieee معرفی شده اند و همچنین مدل تحریک بدون جاروبک مورد استفاده در ژنراتورهای بخار ساخت شرکت mitsubishi با ژنراتورهای ساخت شرکت آنسالدو شبیه سازی شده و مقایسه ای میان عملکرد مدل های بدون جاروبک فوق الذکر و سیستم تحریک شرکت زیمنس به عمل می آید. عملکرد سیستم ها در چهار آزمون شرایط عادی(پاسخ پله)، اتصال کوتاه، تغییرات بار و تغییرات ولتاژ مرجع سنجیده و مقایسه می شوند.

مدل گذرا محورهای dq برای ماشینهای سنکرون با اثر اشباع مغناطیسی که در آن جریان ها و یا شارهای پیوندی بعنوان متغیرهای حالت در نظر گرفته میشوند، برای بدست آوردن معادلات بکار میرود. . در فصل اول مقدمه و تاریخچه ای در مورد ماشین های سنکرون و روشهای شبیه سازی آنها و روشهای کار شده برای در نظر گرفتن اثر اشباع آورده شده است. در فصل دوم معادلات لازم برای شبیه سازی ژنراتور را بدست آورده ایم و شارهای پیوندی را بعنوان متغیرهای حالت در نظر گرفته ایم. در فصل سوم بر روی پارامترهای ماشین سنکرون و معادلات لازم برای بدست آوردن آنها بحث شده است. در فصل چهارم مدل سازی و شبیه سازیِ حالت خطی و غیر خطی ژنراتور سنکرون آورده شده است که در حالت های مختلف آزمایش ژنراتور این دو وضعیت خطی و غیر خطی با هم مقایسه شده اند. با توجه به نتایج بدست آمده نوسانات در حالت اشباع بیشتر از حالت خطی میباشد و ماشین در حالت غیرخطی نوسانی تر شده است

هدف از این پایان نامه پیاده سازی عملی سیستم کنترل سرعت بدون حسگر موتور سنکرون مغناطیس دائم سطحی به روش کنترل برداری بر اساس الگوریتم فیلتر کالمن بسط یافته با استفاده از پردازنده tms320f2812 است. مشاهده گر فیلترکالمن بسط یافته، موقعیت رتور و سرعت موتور را با استفاده از جریان و ولتاژ پایانه های موتور جهت استفاده در کنترل برداری تخمین می زند. همچنین در این پروژه سعی شده برای بهینه سازی پاسخ سیستم ( میزان فراجهش، زمان برخاست و خطای حالت ماندگار سیگنال سرعت) ضرایب کنترل کننده با الگوریتم بهینه سازی ژنتیک انتخاب شود. به این منظور ابتدا موتور سنکرون مغناطیس دائم همراه با بلوک کنترل برداری، الگوریتم فیلترکالمن و مدولاسیون فضای برداری در محیط matlab/simulink شبیه سازی شده و سپس کل سیستم به صورت عملی مورد آزمایش قرار گرفت.

روش اجزای محدود کارآمدترین روش برای تحلیل ماشین های الکتریکی می باشد. با استفاده از این روش می توان ماشین های الکتریکی و از جمله توربوژنراتورهای سنکرون را به چندین شکل آنالیز کرد. در این پایان نامه به منظور تعیین توزیع چگالی شار در قسمت های مختلف ژنراتور از جمله فاصله هوایی و دندانه ها در حالت بی باری و بار نامی و بررسی تاثیر ضریب توان های مختلف روی چگالی شار در فاصله هوایی از آنالیز مغناطیس ساکن استفاده شده است. همچنین به منظور محاسبه جریان فازهای مختلف ژنراتور و ولتاژ القاء شده در فازهای مختلف در حالت بی باری و بار نامی از آنالیز حالت گذرا استفاده شده است. در نهایت به منظور بررسی تاثیر بارهای غیر خطی از یک یکسوساز پل سه فاز در ترمینال های ژنراتور استفاده می شود و در این حالت جریان ها و ولتاژهای القاء شده در فازهای مختلف محاسبه می شود. سپس به منظور مقایسه تاثیر بارهای خطی و غیرخطی روی عملکرد ژنراتور از آنالیز هارمونیکی استفاده می شود و کمیت های حاصل از دو حالت به لحاظ محتوای هارمونیکی با هم مقایسه می شوند.

در این پایان نامه نسل جدیدی از ترانسفورماتورهای قدرت بدون روغن با نام ترانسفورماتور کابلی مورد بررسی قرار می گیرد. مهمترین ویژگی این نوع ترانسفورماتور استفاده از تکنولوژی کابل فشارقوی با عایق پلی اتیلن کراس لینک شده در ساختار سیم پیچی آن می باشد. با توجه به ساختار متفاوت ترانسفورماتورکابلی، طراحی آن نسبت به ترانسفورماتورهای روغنی مرسوم کمی متفاوت می باشد. از این رو، در این پایان نامه روند طراحی یک نمونه ترانسفورماتورکابلی سه فاز با توان mva 30 و نسبت ولتاژ kv 20/63 بررسی می شود. بر این اساس، پارامترهای طراحی ترانسفورماتور مرسوم با توجه به ویژگی-های ترانسفورماتور کابلی، اصلاح شده و در محاسبه برخی از مشخصات ترانسفورماتور کابلی روابط تحلیلی جدیدی ارائه می گردد. برای اطمینان از درستی طراحی مدار مغناطیسی و محاسبه پارامترهای مدار معادل الکتریکی از شبیه سازی به روش اجزاء محدود استفاده شده است. با توجه به اینکه محاسبه نیروهای الکترومغناطیسی ناشی از اتصال کوتاه یکی از مهمترین قسمت های طراحی مکانیکی ترانسفورماتور می باشد، در ادامه پایان نامه با استفاده از روش اجزاء محدود دو بعدی نیروهای اتصال کوتاه وارد بر سیم پیچ های ترانسفورماتور محاسبه می گردد. بررسی رفتار حالت گذرای ترانسفورماتور بخش دیگری از طراحی ترانسفورماتورکابلی است که در قسمت آخر این پایان نامه مورد بررسی قرار می گیرد. در اینجا مدل جدیدی برای سیم پیچ فشارقوی ترانسفورماتورکابلی ارائه می گردد که از آن برای محاسبه توزیع ولتاژ ضربه در امتداد سیم پیچ استفاده می شود.

موتور سوئیچ رلوکتانسی خطی را می توان براساس مسیر عبوری شار سیم پیچی، شکل قسمت متحرک و یک طرفه یا دو طرفه بودنش تقسیم بندی کرد. اما براساس مسیر شار عبوری ازسیم پیچی می توان موتور سوئیچ رلوکتانسی خطی را به دو دسته ی 1- موتورسوئیچ رلوکتانسی خطی با شار عرضی 2- موتور سوئیچ رلوکتانسی خطی با شار طولی تقسیم بندی کرد. پس از بررسی اصول موتور سوئیچ رلوکتانسی خطی طراحی موتور سوئیچ رلوکتانسی خطی با شار عرضی مطرح می گردد. سپس طراحی این موتور با کمک روش اجزاء محدود انجام می گردد. در ادامه برای بهبود عملکرد موتور، ساختارهای با مغناطیس دائم طراحی می شود. با مقایسه ی نیرو دندانه ای و نیرو محرکه ی این ساختارها، بهترین ساختار انتخاب می گردد. در ادامه برای مقایسه ی بهتر ساختار مغناطیس دائم با ساختار مرسوم، این دو ساختار به صورت موتور سه فاز طراحی می شوند و عملکرد دینامیک آنها با هم مقایسه می گردد. نتایج بهبود 5? تا 11? در راندمان موتور مغناطیس دائم سه فاز جدید نسبت به موتور سه فاز مرسوم را نشان می دهد. بررسی اضافه کردن مغناطیس دائم بر عملکرد موتور با شار طولی نیز بهبود عملکرد این موتور را نشان می دهد.

معمولا سیم بندی آرمیچر توربوژنراتورهای بزرگ از چندین رشته تشکیل می شوند که نسبت به هم عایق بندی شده اند و به منظور کاهش تلفات ناشی از جریان های فوکو و جریان های گردشی بین رشته ها در راستای طولی ماشین ترانسپوز شده اند. محاسبه چنین تلفاتی نیاز به داشتن آگاهی از توزیع جریان گردشی دارد. در این پایان نامه جریان گردشی در شینه هایی که با استفاده از روش روبل در آن ها جابجایی صورت گرفته است، بررسی می شود. با استفاده از تحلیل جریان های گردابی، مقاومت ac محاسبه شده و در محاسبات جریان های گردشی و تلفات اهمی در انواع جابجایی های از قبیل 90، 180، 360 و 540 درجه در ناحیه شیار در نظر گرفته می شود و ناحیه انتهایی شینه ها در دو حالت بدون جابجایی (اتصال کوتاه شدن همه رشته ها با کلیپ) و با جابجایی (اتصال رشته به رشته) که این حالت به دو صورت که رشته در شینه مجاور به رشته متناظر متصل شود و یا اینکه می-تواند با جابجایی متصل شوند. نتایج نشان می دهد که بدون در نظر گرفتن ناحیه انتهای سیم بندی، جابجایی 360 و 540 درجه کمترین جریان های گردشی و نمودار جریان گردشی هموارتری دارند، با در نظر گرفتن ناحیه انتهای شینه ها جابجایی 540 درجه بهترین نوع جابجایی و کمترین تلفات اهمی را دارا می باشد

کنترل و مدیریت سیستم های قدرت با گذشت زمان پیچیده تر می شود. علت این افزایش پیچیدگی، گسترش ابعاد و سایز سیستم های قدرت نیست بلکه ظهور و پیدایش مفاهیم جدیدی(مانند منابع تولید پراکنده،ریز شبکه ها، بازار برق، کاهش تولید گاز های گلخانه ای) است که پیش از این از اهمیت چندانی در طراحی و کنترل سیستم های قدرت برخوردار نبودند. این مفاهیم جدید نیاز به یک برنامه و ساختار کنترلی جدیدی دارد. ساختار کنترلی و مخابراتی یکی از ضروریات اولیه در هر سیستم قدرت می باشد. سیستم های قدرت کنونی از سیستم scada برای تامین این ضرورت استفاده می کنند. سیستم scada ساختار مخابراتی و کنترلی ای برای سخت افزارهای موجود در شبکه قدرت فراهم می کند تا کنترل و نگه داری این تجهیزات توسط یک پروتکل خاص انجام شود. ساختار کنترلی متمرکز در حالت کلی بهره وری مناسب و بالا را در سیستم هایی می توانند داشته باشند که دارای مقیاس کوچکی باشند یا دارای شارش توان یکطرفه باشند.(بعنوان مثال در شبکه قدرت از پست به سمت بار). با این حال مسائل متعددی در شبکه های قدرت آینده وجود خواهند داشت که امکان سامان دهی و کنترل آنها با این نوع سیستم های کنترلی امکان پذیر نمی-باشد. در شبکه های آینده بر خلاف شبکه های کنونی که دارای منابع تولید انرژی محدود می باشند، تعداد منابع تولیدی بسیار افزایش خواهد یافت و به طبع آن تعداد پارامتر های لازم برای کنترل بسیار افزایش می-یابد که کنترل این حجم از پارامتر های کنترلی بدلیل ماهیت ساختاری و مخابراتی سیستم های متمرکز بسیار مشکل خواهد بود و نیاز به یک سیستم کنترل هوشمند ، سریع ، تصمیم گیر، سازگار و قابل انعطاف می-باشد. اخیراً، سیستم های چند عاملی بعنوان زیر شاخه ای از هوش مصنوعی توزیع شده، برای کنترل هوشمند انرژی و مدیریت سیستم هایریز شبکه معرفی شده اند که قابلیت تصمیم گیری هوشمند به شکل توزیع شده با انعطاف، سرعت و توسعه پذیری بالا را دارا می باشند. هدف از این تحقیق طراحی یک سیستم کنترل هوشمند بر پایه سیستم های چند عاملی برای کنترل یکریز شبکه می باشد که این سیستم کنترلی قابلیت مدیریت هوشمندریز شبکه را برای مدیریت بار و انرژی در حالت های مختلف برای این شبکه را دارا می باشد.

عملکرد ماشین القایی در حالت های نامتقارن نظیر خروج از مرکزیت روتور که در هنگام ساخت و یا در اثر کاربرد نادرست در ماشین ایجاد می شوند، همیشه در پژوهش های متعددی مورد توجه بوده است. خروج از مرکزیت سبب می شود فاصله هوایی بین استاتور و روتور در ماشین الکتریکی صرفنظر از اثر شیارها و برجستگی قطب ها از حالت یکنواخت خارج گردد. در اثر خروج از مرکزیت روتور، نیروی شعاعی به روتور به سمت استاتور وارد می شود که به آن کشش نامتقارن مغناطیسی گفته می شود. روش المان محدود در حوزه ی زمان یک روش موثر بوده که می توان با استفاده از آن حالت گذرا تا مانای ماشین را مورد ارزیابی قرار داد. در این پایان نامه با درنظر گرفتن فرضیه وجود اشباع مغناطیسی و نیز تأثیرات هادیهای توزیع یافته روتور و استاتور، به مدل سازی موتور القایی قفس سنجابی با استفاده از روش المان محدود می پردازیم. سپس حالت خروج از مرکزیت روتور و استاتور را شبیه سازی می کنیم و به محاسبه ی میدان و نیروهای نامتقارن مغناطیسی می-پردازیم و اثر مسیرهای موازی سیم بندی استاتور و اشباع مغناطیسی بر نیروهای نامتقارن مغناطیسی را مورد بررسی قرار خواهیم داد. در ادامه به تحلیل هارمونیک های مکانی میدان فاصله هوایی خواهیم پرداخت و با استفاده از تفاوت تانسور تنش ماکسول مولفه های فرکانسی جدید نیرو که در اثر خروج از مرکزیت بوجود آمده اند را محاسبه می کنیم.

با گسترش استفاده از انرژی باد و تولید برق بادی، توربین های بادی متصل به ژنراتور القایی با تغذیه دوگانه، به طور گسترده ای به کار گرفته می شوند. در ژنراتورهای القایی با تغذیه دوگانه، استاتور به طور مستقیم به شبکه قدرت وصل می شود، درحالیکه، رتور آن، از طریق مبدل الکترونیک- قدرت ac-ac، به شبکه اتصال می یابد. در میان انواع مبدلهای الکترونیک- قدرت ac-ac، ساختار تبدیل غیر مستقیم توان، مانندمبدل back-to-back، برای اتصال خروجی رتور به شبکه قدرت، به منظور تبدیل توان ac فرکانس پایین به توان ac با فرکانس نامی، به طور عمده ای به کار گرفته می شود. با این حال، مبدل های back-to-back، با توجه به تبدیل توان دومرحله ای،(ac-dc وdc-ac )، تلفات نسبتا بالایی دارند و همچنین، با توجه به وجود خازن لینک dc، حجم و وزن بالایی دارند. به منظور غلبه بر این مشکلات، استفاده از مبدلهای تبدیل مستقیم توان ac-ac، به خصوص مبدلهای ماتریسی، که می تواند به طور مستقیم و بدون نیاز به خازن لینک dc، توان ac را با هر فرکانسی به توان ac با فرکانس دیگر تبدیل کند، به عنوان یک مدل جایگزین برای مبدلهای ac-dc-ac رایج، مطرح می باشد. پروژه مذکور، با انگیزه ارائه روشی ساده، دقیق و کارآمد جهت کنترل مستقیم توان ژنراتور القایی با تغذیه دوگانه، با استفاده از مبدل ماتریسی، ارائه شده است. به منظور استفاده از مبدل ماتریسی برای پیاده سازی روش کنترل مستقیم توان ژنراتور القایی با تغذیه دوگانه، روش های متفاوتی جهت انتخاب بردار ولتاژ مناسب، وجود دارد. هرکدام از این روش ها، به استراتژی سوئیچینگ متفاوتی منجر می شود که اثرات متفاوتی بر رفتارهای درایو ماشین، همچون فرکانس سوئیچینگ، دارند. بنابراین، قبل از انتخاب بردارهای ولتاژ و استراتژی سوئیچینگ متناسب با آنها، بررسی دقیق اثر هر بردار ولتاژ بر روی توان اکتیو و راکتیو ژنراتور القایی، لازم و ضروری به نظر می رسد. در این پروژه، پس از مرور مختصری بر اصول روش کنترل مستقیم توان ژنراتور القایی با تغذیه دوگانه و مبدل ماتریسی، معادلات مورد نیاز جهت بررسی اثر بردارهای ولتاژ بر روی تغییرات توان اکتیو و راکتیو،معرفی می شوند. سپس، با مقایسه بردارهای ولتاژ خروجی مبدل ماتریسی با بردارهای ولتاژ خروجی اینورتر دوسطحی و با استفاده از جدول سوئیچینگ استخراج شده برای روش کنترل مستقیم توان ژنراتور القایی با تغذیه دوگانه با مبدل ac-dc-ac، جداول سوئیچینگ با درجه آزادی بیشتر، برای مبدل ماتریسی، استخراج می گردد. صحت جداول سوئیچینگ به دست آمده، با بررسی دقیق اثرگذاری بردارهای مبدل ماتریسی، بر تغییرات توان اکتیو و راکتیو، نشان داده خواهد شد. همچنین، با بررسی اثر بردارهای مبدل ماتریسی بر ضریب توان ورودی، جداول سوئیچینگ با دو هدف کنترل مستقیم توان و کنترل ضریب توان ورودی برای مبدل ماتریسی، استخراج خواهد شد. سپس، با بررسی های دقیق تر، نشان داده خواهد شد که مبدل ماتریسی، درجه آزادی های بیشتری را در اختیار خواهد گذاشت که از این درجه های آزادی، در جهت کاهش فرکانس سوئیچینگ، استفاده خواهد شد و جداول سوئیچینگ، با هدف کنترل مستقیم توان و کاهش فرکانس سوئیچینگ، برای مبدل ماتریسی، پیشنهاد داده خواهد شد. در پایان، نیز نتایج عملکرد مبدل ماتریسی در مقایسه با مبدل ac-dc-ac رایج، ارائه شده است.

ماشین های شارمحوری در مقایسه با ماشین های شار شعاعی از چگالی گشتاور بالاتری برخوردار هستند. بنابراین برای قرار گرفتن درون چرخ ماشین که فضای محدودی موجود است گزینه مناسبی می باشند. در این پایان نامه یک موتور شار محوری بدون جاروبک dc برای استفاده درایو مستقیم در یک خودروی برقی درون شهری طراحی شده است. یک مدل دینامیک ساده از خودرو برای بدست آوردن گشتاور خروجی مطلوب درنظر گرفته شده است و با توجه به فرض قرار گرفتن چهار موتور در چهار چرخ خودرو، گشتاور 25 نیوتن متر و توان 3.4 کیلووات برای هر موتور در نظر گرفته شده است. از آنجا که طراحی بهینه برای کاهش گشتاور دندانه-ای انجام شده است و ترکیب قطب و شیار و نسبت قوس قطب به گام قطب مهم ترین تاثیر را بر گشتاور دندانه ای دارند، درنتیجه بروی حالت های مختلف تعداد قطب و شیار و نوع سیم پیچی و تاثیرشان بر گشتاور دندانه ای، نیروهای نامقارن وارد شده بر روتور، گشتاور خروجی، تحمل خطا، و شکل موج نیروی ضد محرکه القایی برای عملکرد بدون جاروبک dc بحث شده است و در انتها ساختار استاتور چندتکه ای با 10 قطب 12 شیار و عرض دندانه نابرابر انتخاب گردیده است. در طراحی اولیه برای این ساختار، نسبت قوس قطب به گام قطب برابر 0.7 کمترین گشتاور دندانه ای را در پی خواهد داشت. در صورت افزایش قوس قطب به گام قطب برای داشتن نیروی ضد محرکه القایی ذوزنقه ای تر و عملکرد بدون جاروبک dc بهتر، دیده می شود که گشتاور دندانه ای تا 2.15 نیوتن متر افزایش می یابد. برای کاهش گشتاور دندانه ای می توان از اریب کردن آهنربا استفاده کرد اما دیده می شود که گشتاور خروجی از 25 نیوتن متر به 17 نیوتن متر برای کوچکترین زاویه اریب کاهش می یابد. از جایابی بهینه شیار مجازی بروی دندانه هایی که کویل بدور آنها پیچیده نشده است استفاده شده است تا گشتاور دندانه ای به مقدار 0.98 نیوتن متر کاهش یابد بدون آنکه کاهش گشتاور خروجی را در پی داشته باشد. ماشین نهایی پس از اعمال شیار مجازی بهینه دارای گشتاور خروجی با ریپل کوچک قابل-قبولی می باشد.

امروزه از بین ساختارهای مختلف ژنراتورهای الکتریکی آهنربای دائم، ژنراتورهای شار محوری به دلیل راندمان بالا در توربین های بادی مورد استفاده قرار می گیرند. اخیرا" توربین های بادی با درایو مستقیم و بدون گیربکس جایگزین توربین های بادی مرسوم شده اند. این نوع توربین ها در مقایسه با توربین های بادی مرسوم دارای مزایایی شامل کاهش تلفات چرخ دنده ها، کاهش نویز و افزایش راندمان می باشند. ژنراتور مورد استفاده در توربین های بادی درایو مستقیم باید دارای ساختار مناسب، سرعت کم، چگالی توان و گشتاور بالا، قابلیت اطمینان و بازده بالا باشد. با مقایسه های انجام شده بین ماشین های شار محوری و شار شعاعی چنین بر می آید که ماشین های شار محوری جهت استفاده در توربین های بادی با درایو مستقیم مناسب ترند. در این پایان نامه ژنراتور شار محوری مغناطیس دائم سینوسی با ساختار دو وجهی شیار دار استاتور میانی جهت کاربرد در توربین های بادی درایو مستقیم انتخاب گردید. از روش الگوریتم بهینه سازی انبوه ذرات (pso) جهت بهینه سازی راندمان ماشین و کمینه نمودن میزان تلفات استفاده شد. با توجه به نتایج بهینه سازی ساختار 18 شیار، 12 قطب انتخاب گردید. در ادامه ژنراتور بهینه شده به روش الگوریتم بهینه سازی انبوه ذرات (pso) با استفاده از روش اجزای محدود سه بعدی مدلسازی شده و مورد ارزیابی قرار گرفت.

امروزه ژنراتورهای شار محوری آهنربای دائم با توجه به ویژگی هایی همچون وزن کمتر، بازده بالاتر، چگالی توان و گشتاور بالاتری که نسبت به انواع ژنراتورهای شار شعاعی مرسوم دارند، مورد توجه قرار گرفته اند. مزایای این ژنراتورها طوری است که آنها را برای کاربرد در توربین بادی مناسب می سازد. از طرفی با توجه به سهولت افزایش تعداد قطب در آنها، برای کاربردهای سرعت پایین همچون اتصال مستقیم بسیار مناسب می باشند. در این تحقیق طراحی یک ژنراتور سنکرون شار محوری آهنربای دائم kw1 و rpm100، برای اتصال مستقیم به توربین بادی به منظور حصول ولتاژ dc انجام شد. از مقایسه ی ساختارهای گوناگون ماشین های شار محوری آهنربای دائم و با توجه به کاربرد مورد نظر این ماشین ها، ساختار دو وجهی با استاتور میانی شیاردار (torus-s) و آهنربای سطحی و قطب های مقابل هم ns انتخاب گردید. سپس با در نظر گرفتن بازده و چگالی توان به عنوان توابع هدف و با استفاده از الگوریتم ژنتیک، نسبت به بهینه سازی طراحی اقدام شد. بهینه سازی همزمان توابع هدف با یک تابع شایستگی نوین که توسط آن امکان اولویت بندی بهینه سازی توابع هدف فراهم می شود، انجام شد. در خاتمه ژنراتور بهینه با استفاده از روش اجزای محدود سه بعدی شبیه سازی و مورد ارزیابی قرار گرفت. لازم به ذکر است در این پایان نامه از نرم افزار matlab r2011a به منظور بهینه سازی از روش الگوریتم ژنتیک و نیز از نرم افزار ansoft maxwell 14.0 برای شبیه سازی از روش اجزای محدود سه بعدی استفاده شده است.

هدفی طولانی مدت برای محققان در مهندسی الکترونیک، توسعه یک درایو موتور پیشرفته است که مزایای محرک موتورdc از جمله کنترل سرعت کیفی را داشته ولی جاروبک¬ها و کوموتاتور مکانیکی حذف شده و همچنین مزایای محرک موتور ac شامل قابلیت اطمینان بالا، قدرت و عدم نیاز به نگهداری را نیز دارا باشد. با پیشرفت سریع در فن¬آوریهای الکترونیک و میکروالکترونیک و همچنین اختراع مواد جدید، بسیاری از محرک های موتور پیشرفته نسبت به دهه های گذشته دچار تغییرات اساسی شده است. اخیرا ًیک بحث مهم و ماندگار- محرک موتور آهن¬ربای دائمی با برجستگی دوگانه(dspm) مطرح شده است. این پایان نامه در خصوص طراحی، تحلیل dspm مطرح شده است و مزایای آنرا از جمله چگالی توان بالاتر وساختار ساده¬تر و روش المان محدود برای تحلیل میدان ناشی ازpmهای موتورهای dspm بکار گرفته شده است. تقابل بین میدان آرمیچر و میدان pm مد نظر قرار گرفته است. براساس تحلیل المان محدود(fea)، خصوصیات استاتیک، که اساس طراحی، تحلیل و کنترل محرک موتور محسوب می شوند، بدست آمده است. در کنار fea، تحریک اضافی dc به عنوان پل مغناطیسی جهت کنترل شار اضافه می¬شود. براساس مدل سازی، معادله¬ی توان خروجی بدست آمده و جزئیات طراحی به عنوان فرایند عملی محاسبه ابتدایی ابعاد و پارامترهای موتور بکار گرفته شده است. سه موتور مدل ابتدایی12/8 و 8/6 و 6/4 قطبهdspm با روتورهای مورب و غیر مورب طراحی می شود. یک روش محاسباتی اندوکتانس موتور dspm برای بازتاب تاثیر تقویت و تضعیف شار pmها توسط آرمیچر پیشنهاد شده است.

با توسعه نیروگاه بادی، مسائل مربوط به اتصال نیروگاه بادی به شبکه مورد توجه قرار گرفته است. در سال های اخیر، برخی تحقیقات در زمینه استفاده از سیستم ذخیره ساز انرژی فلایویل در نیروگاه بادی به منظور بهبود کیفیت توان انتقالی نیروگاه بادی به شبکه و تنظیم فرکانس اولیه در داخل نیروگاه انجام شده است. سیستم ذخیره ساز انرژی فلایویل دارای مزیت هایی از جمله راندمان بالا، عمر مفید طولانی، قیمت ارزان، سازگاری با محیط زیست، قابلیت شارژ و دشارژ متعدد، کنترل پذیری دقیق و ... می باشد. در سیستم ذخیره سازی انرژی فلایویل دو پارامتر سرعت عملکرد بالا و راندمان بالای روش کنترلی اهمیت دارد. در این پایان نامه روش کنترل برداری و کنترل مستقیم گشتاور توسط مدولاسیون بردار فضایی مبدل ماتریسی غیرمستقیم مورد بررسی قرار گرفته است. همچنین به منظور بهبود ضربان گشتاور در روش dtc-svm از ویژگی ولتاژ متغیر لینک dc مبدل ماتریسی غیرمستقیم استفاده شده است. کلیدزنی در پل یکسوسازی این روش متناسب با مقدار ضربان گشتاور موتور تعیین شده است. پاسخ این سه روش از نظر ضربان گشتاور و سرعت پاسخ به تغییرات گشتاور مرجع مورد بررسی و مقایسه قرار گرفته است و در نهایت روش dtc-svm با ولتاژ لینک dc متغیر مبدل ماتریسی غیرمستقیم که دارای سرعت عملکرد بالاتر و ضربان گشتاور کمتری است به عنوان روش پیشنهادی روی مدل سیستم ذخیره ساز انرژی فلایویل پیاده سازی شده است. نتایج شبیه سازی شامل حالت شارژ و دشارژ و انتظار سیستم ذخیره سازی انرژی فلایویل می باشد که در این پایان نامه مورد تحلیل و بررسی قرار گرفته است.

چکیده در سال های اخیر استفاده از ژنراتورهای سنکرون مغناطیس دایم با تعداد قطب زیاد در توربین¬های بادی افزایش یافته است. زیرا، با افزایش مناسب تعداد قطب ها، جعبه دنده در توربین بادی می تواند حذف شود که نتیجه آن افزایش بازده در سیستم توربین بادی می باشد. در این پروژه، اتصال یک توربین بادی با ژنراتور سنکرون مغناطیس دایم به شبکه مطالعه شده است به عنوان یکسوساز(مبدل سمت ژنراتور )، یک مبدل سه سطحی با مدولاسیون بردار فضایی استفاده شده است. به عنوان اینورتر (مبدل سمت شبکه) ، یک مبدل سه سطحی منبع امپدانسی با مدولاسیون بردار فضایی اصلاح شده استفاده شده است. با طراحی مناسب سیستم کنترلی برای مبدل سمت ژنراتور و مبدل سمت شبکه، شرایط دستیابی به بیشترین توان در اتصال توربین بادی به شبکه فراهم خواهد شد. نتایج شبیه سازی عملکرد صحیح سیستم کنترلی را نشان می دهد. کلید واژه: توربین بادی، ژنراتور سنکرون مغناطیس دائم، مبدل منبع امپدانسی سه سطحی، حداکثر توان.

ژنراتورهای معمول مورد استفاده در توربین بادی، ژنراتور سنکرون با آهنربای دائم و ژنراتور القایی است. اما هزینه زیاد ژنراتور سنکرون و بازده کم ژنراتور القایی باعث می شود که از ژنراتورهای دیگری استفاده شود. استفاده از ژنراتور با برجستگی دو طرفه دو مزیت مهم را به همراه دارد، اولاً اینکه ژنراتور سرعت متغیر است و نسبت به ژنراتور سرعت ثابت انرژی بیشتری را تبدیل می کند ثانیاً به دلیل اینکه تعداد قطب های استاتور و روتور در آن زیاد است هزینه ها و تلفات ناشی از جعبه دنده حذف خواهد شد. از مزایای این ژنراتور می توان به ساختار ساده، سیم پیچی راحت، عدم نیاز به سنسور موقعیت روتور، کنترل ولتاژ خروجی و استقلال الکتریکی و مغناطیسی سیم پیچی ها اشاره کرد.وجود همه این مزایا در ژنراتور یک مزیت رقابتی را نسبت به سایر ژنراتورهای دیگر بوجود آورده است. بر اساس معادله توان خروجی ابعاد اصلی(l_stl ,d)_(o,r)استخراج می شود که اساس تحلیل و بدست آوردن مشخصه های خروجی می باشد. روش تحلیل اجزا محدود(fea)در سه ژنراتور 16/6، 16/12 و 16/24 قطبی و همچنین ژنراتورهای 32/24 و 32/48 قطبیبه کار گرفته می شود و با مقایسه نتایج بدست آمده مشخص می گردد که اگر تعداد قطبهای روتور از تعداد قطب های استاتور بیشتر باشد توان ژنراتور بیشتر و عملکرد بهتری برای ژنراتور حاصل خواهد شد.

با توجه به محدودیت های سوخت های تجدید ناپذیر و بحث حفاظت از محیط زیست، استفاده از سیستم تولید انرژی از باد بسیار مورد توجه قرار گرفته است. ژنراتور استفاده شده در توربین های بادی باید قابلیت عملکرد مناسب تحت محدوده وسیعی از سرعت را داشته باشد. در این پروژه، هدف به دست آوردن ساختار جدید از ژنراتورهای آهنربای دائم می باشدکه قابلیت کنترل شار و ولتاژ تولیدی را دارد. ژنراتور طراحی شده دارای توپولوژی رتور بیرونی بوده و علاوه بر آهنربا از سیم پیچی نیز به عنوان تحریک دوم استفاده می شود. از ویژگی های این ژنراتور می توان به عملکرد خوب آن در محدوده وسیعی از سرعت، استحکام، ساختار یکپارچه، چگالی توان بالا، قابلیت کنترل شار و قیمت مناسب نسبت به ماشین های آهنربای دائم ذکر نمود. در این تحقیق ژنراتور تحریک دوگانه رتور بیرونی با قطب های برجسته مضاعف kw1 و برای سرعت rpm 200، جهت اتصال مستقیم به توربین بادی طراحی می گردد. پس از طراحی ژنراتور 16/24 قطب، با استفاده از الگوریتم ژنتیک و با درنظر گرفتن بازده و چگالی توان به عنوان توابع هدف، نسبت به بهینه سازی اقدام می شود. درنهایت ژنراتور بهینه سازی شده با استفاده از روش اجزای محدود شبیه سازی و مورد ارزیابی قرار می گیرد. لازم به ذکر است که در این پروژه از نرم افزار matlab برای بهینه سازی با استفاده از روش الگوریتم ژنتیک و از نرم افزارansoft maxwell برای شبیه سازی از روش اجزای محدود استفاده شده است.

امروزه ژنراتورهای مغناطیس دائم با برجستگی دوطرفه به سبب داشتن ویژگی هایی همچون ساختار ساده، چگالی توان و بازده ی بالا برای کاربرد در توربین بادی بسیار مورد توجه قرار گرفته اند. با توجه به اینکه تحریک این ژنراتور ناشی از مغناطیس دائم است شار تولیدشده در آنغیرقابل کنترلمی باشد.در سال های اخیر برای کنترل شار در این ماشین ها یک سیم بندی تحریک dc تعبیه شده است که وظیفه ی کنترل شار مغناطیسی را بر عهده دارد. در این پروژه طراحی یک ژنراتور مغناطیس دائم با برجستگی دوطرفه ی تحریک دوگانه با توان خروجی 1 کیلووات و سرعت 250 دور بر دقیقه برای اتصال مستقیم به توربین بادی انجام شد. سپس طراحی انجام شدهبا استفاده از الگوریتم ژنتیک و در نظر گرفتن بازده و چگالی توان به عنوان توابع هدف بهینه سازی گردید. در مرحله ی بعد ژنراتور بهینه سازی شده با استفاده از روش اجزای محدود دوبعدیشبیه سازی شده و مورد ارزیابی قرار گرفت. در نهایت تغییر ساختار قطب های ژنراتور منجر به کاهش هارمونیک های زوج ولتاژ خروجی شد. در این تحقیقبرای بهینه سازی با استفاده از روش الگوریتم ژنتیک از نرم افزارmatlab r2010a و برای شبیه سازی با استفاده از روش اجزای محدود دوبعدی از نرم افزار ansoft maxwell 15.0استفاده گردید.

ماشین های بدون جاروبک آهنربای دائم استاتور دوگانه به سبب ساختار فشرده و چگالی توان بالا بسیار بیشتر از قبل موردتوجه قرارگرفته اند. ژنراتورهای آهنربای دائم به دلیل نبود جریان میدان، دارای راندمان بالا، سادگی و استحکام ساختار می باشند. جذابیت ژنراتورهای آهنربای دائم با بکار بردن مواد مغناطیس دائم با قدرت بالا مانند نئودیوم آهن بور بیشتر از پیش شده است. در این پروژه طراحی، بهینه سازی و شبیه سازی ژنراتور آهنربای دائم استاتور دوگانه شار شعاعی برای توربین بادی انجام شده است. این ژنراتور دارای ویژگی های برجسته ای است. نخست اینکه هر دو استاتور درونی و بیرونی، توان تولید می کنند و دارای دو فاصله هوایی برای دریافت گشتاور باد هستند بنابراین چگالی توان بالاتری را دارند. دوم اینکه با ساختار چندقطبی و روتور فنجان شکل طول مدار مغناطیسی کوتاه تر شده و قرارگیری سیم پیچی شیار کسری نیز انتهای سیم پیچی را کوتاه می کند که سبب اصلاح راندمان می شود. نتایج تحلیلی و شبیه سازی نشان می دهند که وجود استاتور درونی به طور عمده ای ظرفیت تولید را افزایش می دهد. بر اساس مدار معادل مغناطیسی و مشخصه بارگذاری مواد مغناطیسی، طراحی اولیه ژنراتور موردنظر انجام شده است. سپس با استفاده از معادلات طراحی و الگوریتم ژنتیک، ماشین بهینه سازی می شود. هدف از بهینه سازی، بهبود راندمان و چگالی توان می باشد. با انتخاب پارامتر چگالی شار فاصله هوایی، نسبت قوس قطب آهنربا به گام قطب ماشین و نسبت دهانه شیار به عرض شیار به عنوان پارامتر دخیل در حصول شکل ولتاژ با کمترین اعوجاج و نیز حداقل ریپل گشتاور، اقدام به شبیه سازی های متعدد نموده و سرانجام برای هدف بهینه سازی بر اساس محدوده قابل قبول برای دو پارامتر ولتاژ و ریپل گشتاور، ژنراتور را بهینه سازی نهایی نموده ایم. شبیه سازی های ژنراتور طراحی شده با نرم افزار maxwell 14.0 به روش اجزاء محدود دوبعدی انجام شده است. از نرم افزار matlab r2013a برای ابزار بهینه سازی الگوریتم ژنتیک استفاده شده است.

با توجه به توسعه ی صنایع خودروهای ترکیبی و انرژی های تجدید پذیر استفاده از مبدل های الکترونیک قدرت امری ضروری و اجتناب ناپذیر می باشد. یکی از توپولوژی های مطرح در سال های اخیر توپولوژی بوست اینترلیو با بالابرنده ی ولتاژ خازنی می باشد. با استفاده از این توپولوژی قادر خواهیم بود علاوه بر افزایش نسبت تبدیل ولتاژ ورودی به خروجی، ریپل جریان خروجی را به شدت کاهش دهیم. برای کاربرد صنعتی و استفاده از این مبدل نیاز به طراحی کنترلر مناسب می باشد که این مهم با بدست آوردن مدل دینامیکی محقق می شود. در این پایان نامه با استفاده از روش متوسط گیری مدل سازی انجام شده است. برای طراحی کنترلر نیز از دو کنترلر pid و lqr بهره بردیم و نتایج حاصل از هریک مقایسه و عملکرد بهینه بدست می آید. با مقایسه ی نتایج بدست آمده دریافتیم در شرایط بار خروجی با توان ثابت عملکرد کنترلر lqr مناسب تر از کنترلر pid می باشد در حالی که در شرایط بار خروجی با توان متغیر کنترلر pid عملکرد بهتری دارد. کلید واژه: مبدل بوست اینترلیو با بالا برنده ی ولتاژ خازنی، مدل دینامیکی مبدل بالا برنده ولتاژ خازنی، طراحی کنترلر pid، طراحی کنترلر lqr

در این تحقیق طراحی یک ژنراتور سنکرون شار شعاعی آهنربای دائم kw1 و rpm125، برای اتصال مستقیم به توربین بادی به منظور حصول ولتاژ سینوسی کامل انجام شد. از مقایسه ی ساختارهای گوناگون ماشین های سنکرون و با توجه به کاربرد مورد نظر این ماشین ها، ساختار روتور بیرونی و آهنربای سطحی و سیم بندی متمرکز استاتور انتخاب گردید. سپس با در نظر گرفتن بازده و چگالی توان به عنوان توابع هدف و با استفاده از الگوریتم ژنتیک، نسبت به بهینه سازی طراحی اقدام شد. بهینه سازی همزمان توابع هدف با یک تابع شایستگی نوین که توسط آن امکان اولویت بندی بهینه سازی توابع هدف فراهم می شود، انجام شد. در خاتمه ژنراتور بهینه با استفاده از روش اجزای محدود دو بعدی شبیه سازی و مورد ارزیابی قرار گرفت.

آنچه که این پژوهش نامه را از دیگر پژوهش نامه های دیگر متمایز می کند این است که همواره نگارنده درصدد احتجاج و اثبات هر آنچه که به عنوان مبنا، مصداق و مجازات فعل حرام در کتب مختلف آمده و گفته شده نبوده است بلکه با نظر نقادی با مسائل برخورد نموده و به تبیین نظرات دیگر ولو خلاف نظر حضرات متقدم و متاخر نیز پرداخته است . در این میان کتاب الهی قابل قبول (قرآن مجید) مستثنی قرار گرفته و ضمن بیان دلایل وجود این استثناء، کوشش گردیده تا حتی المقدور آنچه که به کتاب خداوند نسبت داده شده و یا برداشت و معنای غلطی از آن بعمل آمده، روشن و آشکار شود. شایان ذکر است که بحث حرام کاملا اساسی و عمده است که تبیین آن محتاج چندین پژوهشنامه می باشد بنابراین سعی نمودم خلاصه و چکیده ای از بحث را با ذکر عناوین کلی ارائه نمایم. از سوی دیگر این مجموعه تحقیقی - علمی در سطح ذهنی نگارنده می باشد و به هیچ وجه خرده گیری بر علماء و بزرگان متقدم فقه و اصول مقصود نبوده است . چه اگر نظرات و مکتوبات ایشان نبود، دیگر مسائل مطروحه در این پایان نامه محلی از اعراب نمی داشت . بهر تقدیر در این مقوله سعی شده تا مجموع تحقیقات و بررسی های معموله در حد بضاعت پیرامون موضوع مفهوم فعل حرام، مسائل و حواشی آن در محدوده برخی از کتب فقهی و تا حدی ماده 638 قانون مجازات اسلامی نگارش یابد. بنابراین اهم مباحث مورد نظر در چهار فصل تالیف گردیده است که عبارتند از: -1 کلیات : از آنجا که مبحث محرمات (افعال حرام) در قانون فوق الذکر از فقه اقتباس شده فلذا از یک طرف مفهوم لغوی و قانونی و از طرف دیگر تحلیل معنای فعل حرام از جنبه های مختلف فقهی به ویژه در منابع حقوق اسلامی نفیا یا اثباتا مورد توجه قرار گرفته است . -2 در فصل دیگر مشابه فصل نخست عمل شده است . به این ترتیب که مجازات فعل حرام را در حقوق اسلامی (منبعث از منابع حقوق) به نقد گذاشته ایم. -3 عمل حرام از دیدگاه قانونی در فصل سوم مورد مداقه قرار می گیرد. توضیح آنکه در چهار گفتار و بطور مجزا از سه عنصر تشکیل دهنده جرم بعلاوه مجازات مقرر در ماده 638 قانون مجازات اسلامی صحبت می شود و به جزئیات مسائل مقرون به ذهن تفصیلا وارد خواهیم شد. -4 در فصل آخر از یک سو سابقه و فلسفه تقنین موضوع ماده مرقوم و از سوی دیگر با طرح اشکالات حقوقی و اجرایی آن در دو گفتار مجزی به نقد حکم آن ماده خواهیم پرداخت . بالاخره پس از استنتاج از مجموع مباحث مطروحه، فهرست ماخذ ارائه می شود.