مدلسازی و کنترل توپولوژی‌های جدید از مبدل‌های جریان مستقیم با بهره ولتاژ افزایشی

گروه استان‌های خبرگزاری آنا- احسان عربی مفرد؛ رساله دکتری سارا حسن‌پور عضو هیئت علمی گروه برق دانشگاه آزاد اسلامی واحد رامسر و دانشجوی دکتری دانشگاه گیلان با موضوع «ارائه توپولوژی جدید از مبدل‌های DC-DC با بهره بالا و مدل‌سازی و کنترل آنها به‌منظور بهبود شاخص‌های عملکردی» با راهنمایی آلفرد باغرامیان در مسابقه پایان‌نامه و رساله برتر سال ۱۳۹۸ از سوی انجمن علمی الکترونیک قدرت ایران به‌عنوان پایان‌نامه برتر کشور انتخاب شد.

حسن‌پور با توجه به اینکه انرژی‌های تجدیدپذیر موضوع روز کشورهای صنعتی و کشورهای در حال توسعه است، نوآوری، کاربردی بودن، ارائه نمونه آزمایشگاهی، چاپ در ژورنال‌های با اعتبار q1 و ضریب تأثیر۷۰۵  و ... را از دلایل انتخاب رساله دکتری خود به‌عنوان پایان‌نامه برتر کشور در مسابقه پایان‌نامه و رساله برتر سال ۱۳۹۸ از سوی انجمن علمی الکترونیک قدرت ایران می‌داند.

عضو هیئت علمی گروه برق دانشگاه آزاد اسلامی واحد رامسر در گفتگو با خبرنگار خبرگزاری آنا با تشریح چکیده‌ای از رساله دکتری خود با عنوان «ارائه توپولوژی‌های جدید از مبدل‌های DC-DC با بهره بالا و مدلسازی و کنترل آنها به‌منظور بهبود شاخص‌های عملکردی می‌گوید: «مبدل‌های DC-DC حالت متنوع کلید‌زنی (سوئیچ‌مد) با بهره ولتاژ بالا در کاربرد‌های ولتاژ پایین فراوانی ازجمله منابع انرژی‌های تجدید‌پذیر و باتری‌ها به وفور مورد استفاده قرار می‌گیرند.»

به گفته وی، از آنجایی که ولتاژ خروجی چنین منابعی کم است، استفاده از چنین مبدل‌هایی برای رسیدن به ولتاژ خروجی مطلوب ضروری است.

حسن‌پور خاطرنشان می‌کند: «امروزه برای حصول سطح ولتاژ بالاتر در کنار بهبود بیشتر شاخص‌های عملکردی از انواع روش‌های متنوع افزایش ضریب بهره ولتاژ و تکنیک‌های کلید‌زنی‌ نرم استفاده می‌شود که موجب افزایش پیچیدگی این دسته از مبدل‌ها در فرآیند مدلسازی و طراحی کنترل‌کننده مناسب شده است، این مبدل‌ها به‌دلیل ساختار منبع جریانی، دارای رفتار غیر مینیمم‌فاز هستند.»

دانشجوی دکتری دانشگاه گیلان اظهار می‌کند: «این رفتار منجر به پاسخ دینامیکی معکوس در هنگام افزایش پله‌ای ورودی‌، پاسخ‌گذاری کند و احتمال تمایل به ناپایداری در ضریب بهره‌های ولتاژ بالا می‌شود؛ بنابراین، آنالیز این دسته از مبدل‌های سوئیچ مد برای طراحی سیستم کنترلی مناسب از اهمیت ویژه‌ای برخوردار است.»

معرفی تکنیک‌های افزایش ولتاژ در مبدل‌های DC-DC حالت متنوع کلید‌زنی

وی یادآور می‌شود: «در این رساله، پس از معرفی تکنیک‌های مختلف افزایش ولتاژ در مبدل‌های DC-DC حالت متنوع کلید‌زنی، انواع توپولوژی‌های مختلف آن مورد بررسی و مقایسه قرار گرفته‌اند. علاوه بر این، کلیات مدلسازی مبدل‌ها‌ی سوئیچ‌مد بهره بالا مورد بحث قرار گرفته است.»

حسن‌پور ادامه می‌دهد: «ساختار کنترل مد جریانی پیک نیز با مزایایی مانند پاسخ دینامیکی سریع و محدودسازی جریان که برای مبدل‌های با بهره بالا به وفور اعمال می‌شود، به همراه مشکل آشوب و دوشاخگی تحلیل شده است. در انتها، دو ساختار جدید از توپولوژی مبدل‌های DC-DC غیر‌ایزوله ارائه شده است.»

به گفته عضو هیئت علمی گروه برق دانشگاه آزاد اسلامی واحد رامسر، مبدل‌های پیشنهادی نه تنها بهره ولتاژ بالا و جریان ورودی پیوسته را ارائه می‌دهند؛ بلکه دارای استرس کم بر ادوات کلید‌زنی نیز هستند.

وی خاطرنشان‌ می‌کند:‌«یکی از این توپولوژی‌ها، دارای ویژگی کاهش ولتاژ علاوه بر افزایش ولتاژ است؛ بنابراین قادر است تا رنج وسیع‌تری از ولتاژ خروجی را تأمین کند.  تحلیل حالت دائمی این مبدل‌های پیشنهادی به‌همراه مقایسه شاخص‌های عملکردی با سایر مبدل‌های مشابه انجام شده است.»

حسن‌پور می‌افزاید: «علاوه بر این، مدلسازی کامل و درجه کاهش‌‌یافته همراه با مطالعه رفتار فرکانس پایین توپولوژی‌های پیشنهادی ارایه شده  است. سپس، سیستم کنترل مد جریان پیک اعمال و رفتار آشوب‌گرایانه ناشی از این سیستم کنترلی مورد تحلیل جامع قرار گرفته و نتایج عملی تأیید‌کننده صحت عملکرد مبدل‌های پیشنهادی و تحلیل‌های تئوری است.

انتهای پیام/4062/