اعوجاج هارمونیکی کل ( (total harmonic distortion
THD
ضریب جابجایی ( ( displacement factor
DF
مدولاسیون پهنای باند
PWM
اینورتر منبع ولتاژ (Voltage Source Inverter)
VSI
اینورتر منبع جریان (Current Source Inverter)
CSI
Diode –Clamped Multilevel Inverter
DCMI
Flying –Capacitor Multilevel Inverter
روش هارمونیک بهینه برای شکل موج پله ای
FCMI
OHSW
فصل اول
سیستمهای محرک موتور های AC
۱-۱)الکترونیک قدرت چیست؟
الکترونیک قدرت امروزی پس از ساخت یکسو کننده های سیلسیومی قابل کنترل (SCR)یا تریستور ,توسط شرکت جنرال الکتریک در سال ۱۹۵۸ آغاز شد . SCRیک کلید قدرت نیمرسانای یکسویه است که می تواند با اعمال پالس الکتریکی با توان پایین به گیت آن وصل شود . مقادیر مجاز ولتاژ و جریان SCRها از تمامی انواع دیگر کلیدهای قدرت نیمرسانا بیشتر است .
در کشورهای توسعه یافته مبدلهای الکترونیک قدرت در کلیه مناطقی که انرژی الکتریکی در آنها توزیع شده است کاربرد وسیعی یافته است این مبدلهای توان الکتریکی را برای کاربردهای مختلف مانند راه اندازی موتورهای الکتریکی , منابع تغذیه بدون وقفه( UPS ) ,گرمایش و روشنایی ,فرایندهای الکتروشیمیایی ,خطوط انتقال dc ,جبران کننده های توان راکتیو ومنابع تغذیه تنظیم شونده و… مناسب می سازد. همچنین ورود مبدلهای الکترونیک قدرت به تمامی مراحل تولید ,انتقال و توزیع توان باعث افزایش فوق العاده ای در توانایی سیستم بدون سرمایه گذاری در نیروگاه ها و خطوط انتقال جدید می شود بنابراین با توجه به موارد فوق منطقی است که پیش بینی کنیم که هر مهندس برق در طول مدت کارش با بعضی از مبدلهای الکترونیک قدرت برخورد خواهد کرد انواع تبدیل توان الکتریکی و مبدلهای مربوطه که در الکترونیک قدرت امروزی بکار می روند در شکل ۱ نشان داده شده است .برای نمونه تبدیل dcبهac توسط اینورتر ها محقق میشود که این مبدل موضوع اصلی بحث ما نیز می باشد.
.
شکل ۱-۱:انواع تبدیل توان الکتریکی و مبدلهای الکترونیک قدرت مربوطه
کار مبدل قدرت عمدتا مبتنی بر سوئیچینگ قطعات نیمه هادی قدرت است در نتیجه مبدلها هارمونیکهای جریان و ولتاژ را وارد سیستم تغذیه و خروجی مبدلها می کنند این امر باعث اعوجاج در ولتاژ خروجی و تولید هارمونیک در سیستم تغذیه و تداخل با مدارهای تولید کننده سیگنال فرمان و مدارهای مخابراتی میشوند . برای کنترل میزان هارمونیکها معمولأ از فیلترها در ورودی و خروجی سیستمهای مبدل استفاده می شود .
بلوک دیاگرام یک مبدل قدرت بطور کلی بصورت زیر است:
شکل ۱-۲:نمای کلی یک مولد قدرت
فاکتورهایی چون اعوجاج هارمونیکی کل (total harmonic distortion(THD))و ضریب جابجایی (displacement factor (DF)) و ضریب توان ورودی (input power factor ) معیارهایی برای سنجش کیفیت شکل موج هستند و برای تعیین این فاکتورها ضروری است که مولفه های فرکانسی شکل موج تعیین گردد . برای ارزیابی عملکرد مبدل ,ولتاژها و جریانهای ورودی و خروجی مبدل به سری فوریه بسط داده میشود. کیفیت مبدل قدرت با کیفیت شکل موجهای ولتاژ و جریان آن مشخص میشود و روش های کنترلی در مبدلهای قدرت نقش مهمی در تولید هارمونیک و اعوجاج شکل موج دارد در ادامه به بحث راجع به این موضوع ها خواهیم پرداخت .
۱-۲)اینورتر و چگونگی عملکرد آن :
شکل ۱-۳٫مبدل توان پایه
