رحمت الله میرزائی

پیشرفت های قابل توجه در تکنولوژی نیمه هادی ها و ظهور قطعات کلیدزنی با قابلیت بالا، منجر به بهبود کارآیی مبدل های الکترونیک قدرت و افزایش کاربرد این مبدل ها شده است. یکی از پرکاربردترین مبدل ها، اینورتر است که قابلیت تبدیل توان DCبه ACرا دارد. اینورتر در کاربردهای صنعتی و بویژه در سیستم های انرژی تجدیدپذیر دارای اهمیت ویژه ای بوده و این کاربردها به سرعت در حال گسترش است. در حالت ایده آل، اینورتر باید همواره سیگنال ولتاژ سینوسی کامل را نشان دهد، امّا به علت طبیعت غیرخطی کلیدها، شکل موج اینورترهای عملی حاوی هارمونیک های معین است. وجود هارمونیک منجر به افزایش افت ولتاژ، افزایش حرارت در موتورهای القایی، خطا در اندازه گیری و کاهش عمر تجهیزات متصل به خروجی اینورتر می شود. با قطعات نیمه هادی قدرت سریع، می توان با استفاده از روش های کلیدزنی مناسب، هارمونیک های خروجی را به نحو چشمگیری کاهش داد. مدولاسیون پهنای پالس موثرترین روش کنترل در اینورتر است که با تغییر زمان وظیفه کلیدها در کلیدزنی با فرکانس بالا، ولتاژ ACخروجی مطلوب را تولید می کند. در حالت عملی، کلید با تحریک توسط سیگنال کنترل نمی تواند بصورت آنی تغییر وضعیت دهد. بنابراین، در حین تغییر حالت بین دو کلیدی که بطور سری در یک ساق اینورتر منبع ولتاژ قرار می-گیرند، در دو سر منبع DCاتصال کوتاه رخ خواهد داد. در نتیجه، وارد کردن زمان تاخیر درسیگنال کنترل، ضروری است. گرچه طول مدت این زمان نسبتاً کوچک است، امّا تکرار این اثر در طول چند دوره تناوب، بخصوص در فرکانس کلیدزنی بالا، منجر به اعوجاج شدید شکل موج و کاهش مقدار موثر خروجی می شود. بدین ترتیب، هر چند زمان تأخیر کلیدزنی ایمن را تضمین می کند ولی بر عملکرد اینورتر تأثیر منفی دارد. بر همین اساس، در این پایان نامه دو هدف اصلی دنبال خواهد شد، بهینه سازی روش مدولاسیون پهنای پالس و جبرانسازی اثر زمان تاخیر در اینورتر منبع ولتاژ. در ابتدا با بکارگیری الگوریتم ژنتیک، یک مدولاسیون بهینه برای اینورتر جهت مینیمم کردن محتوای هارمونیکی ارائه شده است. شبیه سازی مدل کاهش هارمونیک در نرم افزار Matlabانجام شده و نتایج حاصله، کاهش قابل ملاحظه اعوجاج هارمونیکی را نشان می دهند. سپس، یک تکنیک جبرانسازی اثر زمان تاخیر پیشنهاد می شود. نتایج شبیه سازی اعتبار روش کنترلی پیشنهادی را به خوبی تایید می کن