طراحی بهینه منبع تغذیه بدون وقفه چند سطحی
چکیده
تقاضای توان با کیفیت بالا برای بارهای حساس مانند سیستم های مخابراتی، سیستم های کامپیوتری و تجهیزات بیمارستانی رو به افزایش است. منابع تغذیه بدون وقفه (ups) نقش مهمی در فراهم نمودن کیفیت توان در مقابل مشکلات مختلف خط دارد. امروزه بازده ups با توجه به افزایش قیمت انرژی و رشد نگرانی های محیطی، از مهمترین مشخصه های آن محسوب می شود. علاوه براین اندازه ups با توجه به هزینه های تجهیزات کنترلی، تعمیر و نگه داری از اهمیت زیادی برخوردار است. به منظور افزایش بازده و همزمان کاهش اندازه/ وزن ups، استفاده از مبدل های چندسطحی نسبت به مبدل های دوسطحی معمول در ساختار ups فواید زیادی به همراه دارد. در این پایان نامه به بررسی استفاده از یکسوساز و اینورتر چندسطحی در سیستم ups پرداخته می شود. به این منظور انواع ساختارهای چندسطحی، روش های معمول برای مدولاسیون مبدل های چندسطحی و انواع سیستم های ups بیان شده است. در نهایت طراحی بهینه upsچند سطحی 30 کیلو ولت آمپر شامل یکسوساز، اینورتر و فیلترهای ورودی و خروجی، با هدف کاهش حجم و تلفات ارائه شده است. پارامترهای مهم طراحی شامل فرکانس کلید زنی، ساختارهای مبدل، تعداد سطوح، روش مدولاسیون و عناصر پسیو با توجه به تلفات، هارمونیک و تداخل امواج الکترومغناطیسی انتخاب می گردد. بهینه سازی در محدوده فرکانسی 40-10 کیلو هرتز، برای مبدل های دو، سه و چهارسطحی و مواد مغناطیسی فریت، بی شکل، نانوکریستالین و پودر انجام گردیده است. همچنین مفهوم جدیدی در استفاده از کنترل کننده نمودار ضرائب در طراحی فیلتر خروجی بیان شده است. در نهایت منبع تغذیه بدون وقفه چهار سطحی مهار چند نقطه با فرکانس کلیدزنی 18 کیلوهرتز و هسته های بی شکل برای خودالقا های مد تفاضلی و نانوکریستالین برای خودالقا های مد مشترک به منظور دستیابی به ups با بالاترین بازده و چگالی توان انتخاب گردیده است.