دانلود شبیه سازی مقاله مبدل ماتریسی غیر مستقیم با نرخ انتقال ولتاژ واحد

مبدل ماتریسی برای تبدیل AC به AC

روند توسعه مبدل های الکترونیک قدرت برای تبدیل توان ac به ac، به صورت تلفیق مبدل فرکانس و دیگر قسمت های تجهیزات و تبدیل به یک واحد برای کاهش حجم و هزینه ها و افزایش بازده و قابلیت اطمینان کلی، می باشد. جدا از سیستم تبدیل ac-dc-ac استفاده شده در بسیاری از کاربردهای مبدل متداول، با عناصر راکتیو بزرگ در شین DC میانی، مبدل ماتریسی مستقیم (DMC) مشهور معرفی شده در سال 1979، می تواند بدون نیاز به هیچگونه عنصر راکتیو بزرگ، ac را به ac تبدیل کند. DMC ها، مزیت های بسیاری دارند، شامل یک ضریب توان ورودی تنظیم پذیر، پخش توان دو طرفه، شکل موج های خروجی توان کیفیت بالا و پتانسیل داشتن یک محصول فشرده تر، زیرا نیاز به محفظه ذخیره انرژی بزرگ، مانند خازن شین DC ندارند و به این علت، این مبدل را می توان با موتورهای الکتریکی، تلفیق کرد. اما، علیرغم این مزیت ها، DMC توسط صنعت بکار گرفته نشده است. عمدتاً این بخاطر الگوریتم مدولاسیون این مبدل ها می باشد که نیاز به یک استراتژی کلیدزنی «مدولاسیون عرض پالس» (PWM) پیچیده و دشوار، که مستعد مشکلات کموتاسیون است، دارد. یک توپولوژی جایگزین برای تبدیل AC/AC، که به توپولوژی IMC مشهور است، شامل دو خط جداگانه و پل های بار است و مزیت های مشابه با DMC حاصل می کند، و همچنین گزینه ای برای کاهش تعداد کلیدهای اکتیو پل خط به 3 کلید را دارد اگر پخش توان دو طرفه لازم نباشد و مسائل کموتاسیون مرتبط با DMC ها را نیز برطرف می کند.

این پروژه، یک جواب عملی برای غلبه بر محدود سازی نسبت انتقال ولتاژ در مبدل های ماتریسی غیرمستقیم را پیشنهاد می کند، بگونه ای که مزیت های این نوع تبدیل AC-AC همچنان قابل حفظ شدن هستند. با اقتباس از ایده کارکرد تقویت کنندگی AC، تکامل در توپولوژی IMC متداول بوسیله افزودن چهار کلید یک طرفه، حاصل شده است. یک استراتژی کلیدزنی جدید برای دستیابی به عملکرد تقویت و برای کاهش تلفات کلیدزنی نیز، بکار گرفته شده است. در حین تحلیل عملکرد تقویت کنندگی مبدل، معادلات طراحی را نیز می توان بررسی کرد به صورتی که یک نسبت تبدیل ولتاژ بی نهایت را بتوان به صورت نظری بدست آورد. علاوه بر نتایج شبیه سازی، همخوانی عالی نتایج تجربی، توانایی تقویت ولتاژ در IMC پیشنهادی، را تایید می کند. با مقایسه THD ولتاژها و جریان های ورودی/خروجی مبدل با استفاده از شبیه سازی و شکل موج های تجربی، این پروژه بیان می کند که کیفیت هر دو کمیت های ورودی خروجی، الزامات IEC تحت نسبت انتقال ولتاژ واحد را حتی بدون بکارگیری هرگونه کنترل حلقه باز یا بسته و تحت ولتاژ تامین آشفته، برآورده می کند. از آنجا که کارایی تقویت ولتاژ و عملکرد خوب IMC پیشنهادی کاملاً با شبیه سازی و یک نمونه اولیه 5 kW ضمن حفظ یکپارچگی آن، تست شده است، اما این مبدل پیشنهادی می تواند یک گزینه مناسب برای تبدیل توان AC-AC در آینده باشد.

این شبیه سازی با استفاده از نرم افزار متلب (MATLAB) انجام شده و در ادامه نیز تعدادی از نتایج خروجی آن قرار داده شده است: