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.

استفاده از موتور رلوکتانس سوییچ شونده srm، به دلیل ساختار ساده و کم هزینه و همچنین قابلیت کار در سرعتهای بالا، پیشرفت چشمگیری داشته است. از طرفی سنسورهای تعیین موقعیت جزء لاینفک درایوهای موتور رلوکتانس سوییچ شونده می باشند و این در حالیست که استفاده از این نوع سنسورها موجب افزایش کلی هزینه ها و حجم سیستم درایو خواهند شد. همچنین به کارگیری سنسورهای موقعیت یاب در محیطهای با نویز بالا و پروژه های با قابلیت اطمینان بالا سبب افت کارایی و کاهش قابلیت اعتمادسیستم می شود. موضوعاتی از این دست سبب شده تا تمایل به تحقیق در مورد کنترل این گونه موتورها در شرایط عدم استفاده از سنسور موقعیت یاب افزایش یابد. هدف اصلی این پایان نامه نیز ارائه یک روش بدون سنسور جهت تعیین موقعیت روتور در موتور رلوکتانس سوییچ شونده مبتنی بر محاسبه و استخراج مقدار اندوکتانس افزایشی هر فازاست. می دانیم که در موتورهای srm در طول نصف گام قطب روتور و بدون توجه به سرعت آن، بین اندوکتانس افزایشی و موقعیت روتور به ازای یک جریان معلوم رابطه مشخص و یکتایی وجود دارد. براساس این ویژگی منحصر به فرد موتور و با استفاده از داده های ذخیره شده در مدار کنترلی به صورت موقعیت روتور بر حسب اندوکتانس افزایشی به ازای هر جریان مشخص، می توان موقعیت روتور را تخمین زد. در روش ارائه شده حجم ذخیره سازی اطلاعات مربوط به محاسبه اندوکتانس افزایشی کاهش یافته است لذا این روش از سادگی خاصی جهت پیاده سازی بر روی درایوهای sr برخوردار است. همچنین برخی از انواع روشهای بدون سنسور متداول در درایوهای sr به همراه شرح مزایا و معایب هریک مورد بررسی قرار خواهد گرفت. روش ارائه شده در این پروژه میتواند گامی در جهت استفاده هرچه بیشتر این گونه موتورها در صنعت باشد چرا که کاربرد موتورهای sr در صنعت میتواند سبب کاهش هزینه ها و همچنین افزایش قابلیت اعتماد سیستمها گردد که خود از اهداف اصلی صنعت محسوب میگردند

ویژگی برجسته موتورهای سوئیچ رلکتانس چگالی گشتاور بالا، قابلیت اطمینان بالا و قیمت ارزان آن هاست. در سال های اخیر به دلیل گران شدن قیمت آهنربا، موتورهای مغناطیس دائم توجیه اقتصادی خود را برای استفاده در برخی کاربردها از دست داده اند و این موضوع گرایش صنعتگران و محققان را به سمت موتورهای سوئیچ رلکتانس بیشتر کرده است. با این حال وجود برخی مشکلات در استفاده از این موتور، کاربرد وسیع آن را با محدودیت روبرو کرده است. وجود نوسانات شدید در گشتاور خروجی این موتور و نیاز به حسگرهای موقعیت برای درایو آن، از عمده ترین مشکلاتی است که به آن ها می توان اشاره نمود. نوسانات گشتاور سبب ایجاد لرزش و نویز صوتی می شود و حسگرهای موقعیت، قیمت نسبتاً بالایی دارند و قابلیت اطمینان مجموعه را نیز کاهش می دهند. در سال های اخیر راهکارهای فراوانی برای حل یا کاهش تأثیرات این مشکلات معرفی شده است. اما پیش نیاز مشترک اغلب این روش ها داشتن مشخصه ی کامل و دقیقی از موتور است. اغلب روش های عملی بدست آوردن مشخصه موتور، نیازمند ابزاری برای قفل رتور در زوایای مشخصی هستند. این ابزارها قیمت مجموعه را افزایش می دهند؛ همچنین استفاده از آن ها در هنگامی که موتور در سرویس باشد، امکان پذیر نیست. به علت این که قفل کردن رتور غالباً توسط اپراتور انجام می شود، امکان پیاده سازی این روش ها به صورت تمام اتوماتیک نیز وجود ندارد. از این رو حذف ابزار قفل رتور، می تواند گامی موثر در بدست آوردن مشخصه ی موتور، و در نتیجه، ساخت درایو های تمام اتوماتیک و همه منظوره باشد. در این پایان نامه روشی جدید برای بدست آوردن مشخصه موتور بدون استفاده از ابزار قفل رتور معرفی شده است. روش ارائه شده بر مبنای این واقعیت بنا شده است که ثابت زمانی الکتریکی موتور سوئیچ رلکتانس، بسیار کوچکتر از ثابت زمانی مکانیکی آن است، در نتیجه امکان حذف ابزار قفل رتور در روش های سنتی مانند روش اعمال ولتاژ مستقیم در شرایط ویژه ای وجود دارد. در ابتدا، با فرض وجود حسگر موقعیت و سپس با فرض عدم وجود این حسگر، روش پیشنهادی مورد مطالعه قرار گرفته است. یکی از چالش برانگیزترین بخش های روش پیشنهادی این است که رتور در حین آزمایش به چه میزان چرخش انجام می دهد و این چرخش به چه میزان در دقت روش تأثیرگذار است. برای بررسی این موضوع، پنج روش پیشنهاد شده که امکان پیش بینی و محاسبه میزان چرخش رتور را پیش از انجام آزمایش و پس از آن فراهم می کند. به منظور حصول اطمینان از صحت عملکرد روش پیشنهادی و روش های محاسبه میزان چرخش رتور، دو موتور نمونه چهارکیلووات و هشتاد وات مورد بررسی قرار گرفته اند. نتایج شبیه سازی این دو موتور نشان می دهد که در روش پیشنهادی بدون استفاده از ابزارهای قفل رتور، میزان خطای ایجاد شده، بسیار کوچک بوده و قابل صرف نظر کردن است، همچنین نتایج شبیه سازی نشان داد که روش های پیشنهادی برای محاسبه میزان چرخش رتور نیز امکان محاسبه این میزان چرخش را با دقت مناسبی دارا هستند. علاوه بر بررسی روش پیشنهادی، مقایسه ای نیز بین این روش با روش سنتی و دیگر روش های مشابه نیز انجام شده است. در انتها با ساخت یک درایو سوئیچ رلکتانس و پیاده سازی روش پیشنهادی بر روی آن، نتایج عملی بر روی دو موتور نمونه بدست آمد. این نتایج عملی نیز موید کیفیت مناسب روش پیشنهادی برای بدست آوردن مشخصه موتور سوئیچ رلکتانس است.

از سال 1969 موتور سوئیچ رلکتانس(srm) به خاطر مزایای ارزان بودن و پیشرفت ادوات الکترونیک قدرت به منظور کاربردهای سرعت متغیر پیشنهاد شد. این موتور دارای سیم پیچی های میدان مشابه موتور dc برای سیم پیچی های استاتور می باشد و بر روی روتور خود سیم پیچی یا مگنت ندارد. سیم پیچی متمرکز و مقاومت کم، کوچک بودن ممان اینرسی روتور، عدم استفاده از جاروبک، چگالی توان مطلوب، عدم تزویج متقابل بین سیم پیچ ها، آزادی انتخاب هر تعداد فاز و بالا بودن قابلیت اطمینان سیستم از ویژگی های منحصربفرد این درایو می باشد. علیرغم این ویژگی ها، درایو آن از ضریب توان نامناسبی برخوردار است و این امر با توجه به ارزش بیش از پیش مصرف انرژی و هزینه های مربوط به آن، از اهمیت بسیار زیادی برخوردار می باشد. نویز صوتی بالا از دیگر معایب اصلی این موتور می باشد. در این پایان نامه ابتدا یک سیستم درایو موتور سوئیچ رلکتانس 4 فاز 6/8 ، با در نظرگرفتن مشخصه های اندازه گیری شده ی عملی، مدلسازی می شود. در ادامه مبدل های srm و طبقه بندی آنها، اصول کار، نکات مربوط به طراحی و مزایا و معایب هر مبدل و تاثیر آنها بر خروجی ماشین، ارائه شوند و در نهایت گزیده ای از این مبدل ها را با یکدیگر مقایسه کرده و نتایج یک نمونه ساخته شده درایو srm با مبدل رایج بر اساس دو استراتژی مختلف، به همراه مقایسه با نتایج شبیه سازی ارائه می گردد و سپس کنترل حلقه بسته سیستم درایو به همراه مبدل انتخابی با استفاده از کنترل کننده جریان بر اساس روش کلیدزنی هیسترزیس، ارائه می شود. به منظور بهبود ضریب توان، استفاده از یک یکسوکننده جریانی (csr)به عنوان طبقه ی ورودی مبدل درایو srm پیشنهاد می شود. سوئیچینگ csr از روش مدولاسیون بردار فضایی در مبدل های ماتریسی الهام گرفته شده تا بتوان از اندیس مدولاسیون مبدل به منظور کاهش لرزش موتور در ابتدای راه اندازی نیز استفاده کرد. در انتها نتایج عملی کل سیستم درایو با استفاده از یک پردازنده قدرتمندdsp با مدل tms320f2812 برای انجام محاسبات و تصمیم گیری استفاده و نتایج شبیه سازی نیز با استفاده از محیط سیمولینک نرم افزار مطلب ارائه می گردد.