مروری
مبدل های الکترونیک قدرت
امید شریفیانا؛ مجید دهقانی؛ غضنفر شاهقلیان؛ سید محمد مهدی میرطلائی؛ مسعود جباری
دوره 12، شماره 48 ، بهمن 1400، صفحه 1-29
چکیده
چکیده: تولید انرژی الکتریکی پاک از اساسی‌ترین نیازهای پیش روی بشر امروز است. از این رو استفاده از نیروگاه‌هایی تولید برق که سوخت‌های تجدیدپذیر و سازگار با محیط زیست (انرژی‌های نو) به‌عنوان سوخت پایه آن‌هاست، بشدت مورد اقبال قرار گرفته است. حال آنکه سطح ولتاژ خروجی نیروگاه‌های محلی تولید انرژی الکتریکی بر پایه انرژی‌های نو، به ...
بیشتر
چکیده: تولید انرژی الکتریکی پاک از اساسی‌ترین نیازهای پیش روی بشر امروز است. از این رو استفاده از نیروگاه‌هایی تولید برق که سوخت‌های تجدیدپذیر و سازگار با محیط زیست (انرژی‌های نو) به‌عنوان سوخت پایه آن‌هاست، بشدت مورد اقبال قرار گرفته است. حال آنکه سطح ولتاژ خروجی نیروگاه‌های محلی تولید انرژی الکتریکی بر پایه انرژی‌های نو، به عنوان ولتاژ ورودی طبقات بعدی (اینورترها و ...)، پایین است. از این‌رو محققان سعی کرده‌اند با استفاده از مبدل‌های افزایندهDC/DC این عیب را برطرف سازند. ساختارهای مربوط به این مبدل‌ها بر اساس انتظارات طراح مانند ضریب بهره ولتاژ، توان خروجی، بازده، مشخصات ولتاژ ورودی و ... متفاوت است. مبدل‌های افزاینده به کمک کلیدزنی و ذخیره انرژی در سلف خود، وظیفه افزایش ولتاژ DC را بر عهده دارند. اما همین ساختار ساده را می‌‌توان به کمک ترفندهای جدید همچون، استفاده از تزویج مغناطیسی، افزودن مدارات افزاینده غیر فعال به ساختار مبدل، ایجاد ساختارهای کامل‌تر با بهره بردن از چندین کلید اکتیو و حتی ترکیب چند ساختار با هم به نقطه مطلوبی از نظر بهره ولتاژ رساند. از سوی دیگر با روش‌های کلیدزنی نرم ( رزونانس و اسنابر و ...) راندمان مبدل‌های افزاینده در محدوده قابل قبولی قرار می‌گیرند. در این مقاله، انواعی از نیروگاه‌های بر پایه انرژی‌های نو و سپس مبدل‌های افزاینده که از اساسی‌ترین ارکان یک نیروگاه بر پایه انرژی‌های نو هستند، از نظر ساختارهای افزاینده و روش‌های کاربردی جهت بهینه‌سازی این مبدل‌ها به خصوص از نظر کاهش تلفات و افزایش راندمان دسته‌بندی شده است.
پژوهشی
مبدل های الکترونیک قدرت
مجید معظمی؛ مهدی محمدزمانی؛ ایمان صادق خانی
دوره 12، شماره 48 ، بهمن 1400، صفحه 31-42
چکیده
با توجه به تلفات کلیدزنی و هارمونیک‌هایی که در کلیدزنی وجود دارد، در کاربردهای توان متوسط و توان بالا، باید فرکانس کلیدزنی کلیدها پایین باشد و از طرفی اعوجاج هارمونیکی کل (THD) ولتاژ و جریان نیز مطابق استانداردهای معتبر در کمترین مقدار ممکن قرار گیرد. به همین دلیل امکان استفاده از روش‌های رایج مدولاسیون پهنای پالس (PWM) سینوسی مبتنی ...
بیشتر
با توجه به تلفات کلیدزنی و هارمونیک‌هایی که در کلیدزنی وجود دارد، در کاربردهای توان متوسط و توان بالا، باید فرکانس کلیدزنی کلیدها پایین باشد و از طرفی اعوجاج هارمونیکی کل (THD) ولتاژ و جریان نیز مطابق استانداردهای معتبر در کمترین مقدار ممکن قرار گیرد. به همین دلیل امکان استفاده از روش‌های رایج مدولاسیون پهنای پالس (PWM) سینوسی مبتنی بر موج حامل یا PWM بردار فضایی که دارای فرکانس کلیدزنی بالایی هستند، وجود ندارد. روش‌های مدولاسیون پهنای باند بهینه PWM ، برای اینورترهایی که از مدولاسیون پله استفاده می‌کنند منجر بهTHD ولتاژ خروجی کمتری نسبت به دیگر روش‌های رایج مدولاسیون می‌شوند. اما یکی از معایب بسیار مهم این روش‌ها محاسبه زاویه‌های کلیدزنی بهینه است که بایستی در جدول سوئیچینگ به دنبال آنها گشت که این امر‌کاربرد PWM بهینه را محدود می‌نماید. در این مقاله راهکاری ارائه شده است که زاویه‌های کلیدزنی با استفاده از روش برنامه‌ریزی درجه‌دوم تکراری که یکی از روش‌های کاربردی برای حل تکراری مسایل بهینه‌سازی با قیود غیر‌خطی می‌باشد بدست می‌آید و در مقایسه با روش‌های برنامه‌ریزی درجه‌دوم تکراری موجود، در هر تکرار زاویه‌های کلیدزنی را با حل زیر مسئله‌های درجه‌دوم با قیود تساوی و دستگاه‌های معادلات خطی می‌یابد. و همچنین تحت شرایط مناسب، همگرایی سراسری و همگرایی مجانبی دارای سرعت، دقت و کارایی بیشتری می‌باشد و نیاز به زمان و حافظه زیاد برای بدست آوردن زاویه‌های کلیدزنی نیست. همچنین THD ولتاژ و جریان در یک اینورتر چند-سطحی آبشاری سه‌فاز با مدولاسیون پله حداقل می‌شود. زاویه‌های کلیدزنی مطلوب منجر به حداقل شدن فرکانس کلیدزنی، تلفات کلیدزنی و THD ولتاژ و جریان خواهند شد. همچنین کلیدهای قدرت در هر دوره تناوب، تنها یک بار قطع و وصل می‌شوند. کارآیی راهکار پیشنهادی از طریق مطالعات شبیه‌سازی در نرم افزار متلب ارزیابی می‌شوند.
پژوهشی
منابع و فن آوری های انرژی های تجدیدپذیر
رامین برجعلی نوه سی؛ داریوش نظرپور اکبری؛ رضا غنی زاده؛ پیام عالمی
دوره 12، شماره 48 ، بهمن 1400، صفحه 43-59
چکیده
پنلهای خورشیدی (PVs) و توربینهای بادی (WTs) از مهمترین و پرکاربردترین منابع تولید پراکنده (DG) هستند. محدودیت‌های مکان احداث و مسائل زیست محیطی و اقتصادی، اتصال DGها را به نقاط مورد نظر شبکه توزیع مشکل و در برخی موارد غیرممکن کرده است. از این رو نصب DGها در مکان‌های غیربهینه، ممکن است باعث افزایش ولتاژ در نقاط اتصال مشترک ...
بیشتر
پنلهای خورشیدی (PVs) و توربینهای بادی (WTs) از مهمترین و پرکاربردترین منابع تولید پراکنده (DG) هستند. محدودیت‌های مکان احداث و مسائل زیست محیطی و اقتصادی، اتصال DGها را به نقاط مورد نظر شبکه توزیع مشکل و در برخی موارد غیرممکن کرده است. از این رو نصب DGها در مکان‌های غیربهینه، ممکن است باعث افزایش ولتاژ در نقاط اتصال مشترک (PCC) شود. در این مقاله، هماهنگی بانک‌های خازنی قابل کلیدزنی (SCB) و بازآرایی دینامیک شبکه بررسی شده و بهمنظور جلوگیری از تخطی حد بالا و پایین ولتاژ معرفی شده است. جهت دستیابی به مکان‌های بهینه SCB از الگوریتم بهینه‌سازی ازدحام ذرات (PSO) استفاده شده است. روش جدیدی در تعیین ظرفیت بهینه CBها (CSM) پیشنهاد شده که مقادیر بهینه توان راکتیو گرههای مشخص شده توسط PSO را تعیین می‌کند. منحنی 24 ساعته بهدست آمده از توان راکتیو پیشنهادی، نقش محوری را در طراحی SCB ایفا می‌کند. نتایج شبیه‌سازی بهدست آمده بیانگر قابلیت و سودمندی رویکرد پیشنهادی در بهبود عملکرد شبکه توزیع است.
پژوهشی
شبکه های مخابرات
حامد احمدیان یزدی؛ محمدعلی پورمینا؛ افروز حق بین
دوره 12، شماره 48 ، بهمن 1400، صفحه 61-80
چکیده
در این پیوند، همزمان‌سازی شامل دو مرحله می باشد. همزمان‌سازی الگوی پرش فرکانسی و همزمان‌سازی کد دنباله مستقیم. در شرایط حضور اختلال، استفاده از روش مرسوم آشکارسازی با آستانه ثابت منجر به افزایش نرخ هشدار اشتباه می شود. افزایش نرخ هشدار اشتباه، زمان همزمان‌سازی را در سیستم‌های طیف گسترده ترکیبی افزایش می‌دهد. برای حل این مساله ...
بیشتر
در این پیوند، همزمان‌سازی شامل دو مرحله می باشد. همزمان‌سازی الگوی پرش فرکانسی و همزمان‌سازی کد دنباله مستقیم. در شرایط حضور اختلال، استفاده از روش مرسوم آشکارسازی با آستانه ثابت منجر به افزایش نرخ هشدار اشتباه می شود. افزایش نرخ هشدار اشتباه، زمان همزمان‌سازی را در سیستم‌های طیف گسترده ترکیبی افزایش می‌دهد. برای حل این مساله معمولاً در گیرنده از بلوک تخمین‌گر توان نویز و اختلال استفاده می‌شود. با این روش مقدار آستانه به صورت لحظه‌ای بر اساس توان توان تخمین زده شده تطبیق داده می‌شود. این روش بار محاسباتی و پیچیدگی سخت افزاری زیادی داشته و خطا در تخمین توان نویز و اختلال منجر به افزایش نرخ هشدار اشتباه می‌شود. در این مقاله، الگوریتم پیشنهادی همزمان‌سازی پیوند طیف گسترده ترکیبی به صورت آستانه وفقی و بر اساس مشخصات آماری سیگنال دریافتی ارائه می‌شود. در الگوریتم پیشنهادی مقدار آستانه به صورت وفقی به گونه ای تغییر می‌کند که نرخ هشدار اشتباه در یک مقدار کمینه ثابت باقی بماند. نتایج تحلیل‌های تئوری و شبیه‌سازی‌ها نشان می‌دهد که الگوریتم پیشنهادی می‌تواند نسبت به روش مرسوم آستانه ثابت، احتمال آشکارسازی و نرخ هشدار اشتباه را در حضور اختلال بهبود داده و زمان همزمان‌سازی را کاهش دهد.
پژوهشی
منابع و فن آوری های انرژی های تجدیدپذیر
ابراهیم عموپور؛ جواد حسن زاده کلاشمی؛ علی عبداله زاده ضیابری؛ پیمان عظیمی انارکی
دوره 12، شماره 48 ، بهمن 1400، صفحه 81-90
چکیده
سلول خورشیدی کادمیوم تلوراید (CdTe) به دلیل کارایی بالا، هزینه کم و پایداری بالا شناخته شده است. در این مقاله، شبیه‌سازی سلول خورشیدی مبتنی بر کادمیوم تلوراید (ZnO/ZnCdS/CdTe/NiO/Al) ارائه شده است. لایههای ZnCdS،NiO و ZnO بهترتیب به عنوان لایههای ترابردکننده الکترون/حفره (ETL/HTL) و اکسید رسانای شفاف (TCO) استفاده شدهاند. برای ارزیابی عملکرد ...
بیشتر
سلول خورشیدی کادمیوم تلوراید (CdTe) به دلیل کارایی بالا، هزینه کم و پایداری بالا شناخته شده است. در این مقاله، شبیه‌سازی سلول خورشیدی مبتنی بر کادمیوم تلوراید (ZnO/ZnCdS/CdTe/NiO/Al) ارائه شده است. لایههای ZnCdS،NiO و ZnO بهترتیب به عنوان لایههای ترابردکننده الکترون/حفره (ETL/HTL) و اکسید رسانای شفاف (TCO) استفاده شدهاند. برای ارزیابی عملکرد سلول خورشیدی چند پیوندی کادمیوم تلوراید از نرمافزار شبیه‌سازی SCAPS-1D استفاده شد. این نرمافزار قادر به تجزیه و تحلیل کارایی با پارامترهای مختلف سلول خورشیدی کادمیوم تلوراید است. تأثیر ضخامت لایهها، چگالی حاملها، چگالی نقایص و چگالی نقایص پیوندگاه ZnCdS/CdTe بر عملکرد سلول خورشیدی نیز بررسی شد. سلول خورشیدی بهینه‌سازی شده با ولتاژ مدار باز(VOC) 095/1 ولت، چگالی جریان اتصال کوتاه (JSC) 22/27 میلی-آمپر بر سانتیمتر مربع و ضریب پری (FF) 14/88 درصد و بیشینه بازده تبدیل انرژی (PCE) 3/26 درصد را نشان داد که امیدواری بسیار بالایی را در استحصال انرژی خورشیدی نشان می‌دهد.
پژوهشی
مبدل های الکترونیک قدرت
روح الله خرمی؛ مجید دلشاد؛ هادی ثقفی
دوره 12، شماره 48 ، بهمن 1400، صفحه 91-103
چکیده
در این مقاله یک مبدل بسیار کاهنده با یکسوساز همزمان ارایه گردیده است، بطوریکه سوییچ اصلی و سوییچ یکسوساز هردو بصورت نرم کلیدزنی می گردند. از آنجاییکه بهره مبدل پیشنهادی بسیار پایین‌تر از مبدل کاهنده عادی است. مشکلات مبدل باک عادی نظیر ضریب وظیفه باریک، استرس ولتاژ و جریان سوییچ بالا و...را ندارد. در مبدل پیشنهادی استرس ولتاژ روی سوییچ ...
بیشتر
در این مقاله یک مبدل بسیار کاهنده با یکسوساز همزمان ارایه گردیده است، بطوریکه سوییچ اصلی و سوییچ یکسوساز هردو بصورت نرم کلیدزنی می گردند. از آنجاییکه بهره مبدل پیشنهادی بسیار پایین‌تر از مبدل کاهنده عادی است. مشکلات مبدل باک عادی نظیر ضریب وظیفه باریک، استرس ولتاژ و جریان سوییچ بالا و...را ندارد. در مبدل پیشنهادی استرس ولتاژ روی سوییچ کاهش یافته است، در نتیجه می توان از سوییچ با مقاومت درین-سورس پایین‌تر استفاده نمود و تلفات هدایتی کاهش می یابد. از طرفی به علت آنکه دیودهای مدار نیز بصورت کلیدزنی در جریان صفر خاموش می‌شوند، مشکل بازیابی معکوس ندارند. تلفات کلیدزنی سوییچها نیز به خاطر عملکرد تحت شرایط کلیدزنی در ولتاژ صفر به شدت کاهش می یابد. از طرفی انرژی سلف نشتی در خازن خروجی تخلیه میگردد و بالازدگی ولتاژ دو سر المانها وجود ندارد. مبدل پیشنهادی به طور کامل تحلیل شده و برای اثبات درستی تحلیل ها ی مدار یک نمونه عملی 120 وات از آن ساخته شده است.
