دانلود رایگان

عنوان مقاله: مبدل DCبه AC تکفاز -58 صفحه word - دانلود رایگان



دانلود رایگان مبدل DCبه AC تکفاز

دانلود رایگان عنوان مقاله: مبدل DCبه AC تکفاز -58 صفحه word مشخصات فایل
عنوان مقاله: مبدل DCبه AC تکفاز
محتویات
فهرست
مقدمه
فصل اول: الكترونيك قدرت
مبدل DCبه AC تكفاز
مدولاسيون پهناي پالس(PWM)
اشكال مختلف سوئچينگ PWM
مدولاسيون PWM دو قطبي
مدولاسيون PWM تك قطبي
شماي PWM تك قطبي بهبود يافته
بلوك دياگرام كلي مدار پروژه
يكسوساز تمام موج
مبدلDC بهAC
IGBT
ساختارسيليكون و مدار معادل
مشخصات هدايت
مشخصات سوئيچينگ
راه انداز يا درايور IGBT
شرح اي سيIR2113
ملاحظات طراحي بخش درايورIR2113
برد مدار چاپي مورد نياز براي راه اندازي ماسفت
راهنماي كمك سريع
فصل دوم:ميكروكنترلر8051
مقدمه
تفاوت بين ميكرو پروسسور و ميكرو كنترلر
ميكرو كنترلر8051
تخصيص فضاي حافظهRAMدر 8051
توصيف پايه هاي 8051
مبدل DC به AC تك فاز:
در كاربردي كه ذكر شد در واقع يك منبع توليد كننده سيگنال AC با ولتاژ و فركانس مختلف نياز مي باشد. يك مبدل توان DC به AC مد سوئيچينگ (اينورتر) در اين نوع كاربردها استفاده مي گردد كه ورودي آن سيگنال DC و خروجي آن يك سيگنال AC مي باشد. اگر ورودي اين اينورتر يك منبع ولتاژ DC باشد به آن اينورتر منبع ولتاژ (VSI) گويند و اگر ورودي آن منبع جريان DC باشد به آن اينورتر منبع جريان (CSI) مي گويند. كه CSI براي توانهاي بسيار بالا كاربرد دارد. در اينجا اينورتر مورد نظر، از نوع VSI مي باشد.
VSI در واقع به دو نوع اينورتر تكفاز و اينورتر سه فاز تقسيم مي گردد. كه اينورتر تكفاز مــي بايست بار AC تكفاز با يك كيفيت توان بالا و هارمونيك پايين را تأمين نمايد.
در شكل 1-1 توپولوژي كلي يك اينورتر آورده شده است:
(شكل 1-1)
همان طور كه در شكل 1-1 نشان داده شده است، اينورتر داراي دو پايه (B, A) مي باشد كه به بار تكفاز خروجي متصل گشته و آنرا تأمين مي كند. دو خازن با مقدار يكسان به صورت سري دو سر ولتاژ DC ورودي قرار گرفته است كه نقطه اشتراك آنها به زمين متصل مي باشد. كه اين اتصال باعث مي گردد كه ولتاژ دو خازن دقيقاً گردد. يك الگوريتم سوئيچينگ شخصي را مي توان به چهار ماژول سوئيچ T1 ، T2، T3 و T4 جهت كنترل اينورتر براي ايجاد يك سيگنال سينوسي با فركانس و دامنه مورد نظر اعمال نمود. در ميان اشكال مختلف سوئيچينگ عملي، روش PWM (Pulse With Modulation) . بطور كلاسيك و وسيعتر بكار مي رود كه در اين مورد در بخشهاي بعد توضيح داده خواهد شد.
مدولاسيون پهناي پالس (PWM) ‍:
تكنيك مدولاسيون پهناي باند (PWM)، يك روش موثر براي كنترل فركانس و دامنه ولتاژ خروجي منحني باشد. شكلهاي كنترلي PWM مختلف كه در اينجا بررسي مي گردد اصولاً به دو دسته تقسيم مي گردد، يكي PWM بر اساس حامل مي باشد و ديگري PWM فضاي برداري مي باشد كه PWM فضاي برداري براي سه فاز مورد استفاده است كه مورد بحث اين پروژه نيست. در اينجا PWM بر اساس حامل براي دستگاههاي تكفاز مورد بررسي قرار مي گيرد. شكل 2-1 يك شماي كلي از مدولاسيون PWM مي باشد:


(شکل 2-1)
جهت توليد يك ولتاژ سينوسي در فركانس مشخص مثلاً f1، يك سيگنال كنترل سينوسي Vcontrol در فركانس مورد نظر (f1) با يك موج مثلثي (Vcarrier) مقايسه مي گردد شكل 2-1. در هر نقطه مشترك، يك گذر در شكل موج PWM با توجه به شكل 2-1 ظاهر مي گردد. وقتي Vcontro1 بزرگتر از Vcarrier باشد خروجي PWM مثبت مي شود و و قتي كوچكتر از Vcarrier باشد شكل موج PWM منفي خواهد شد. فركانس ولتاژ حامل (Vcarrier) در واقع فركانس سوئيچ (fs) اينورتر را بيان مي كند. (fs)، انديس مدولاسيون را براي اين سيستم داريم:
كه در اين رابطه Vcontro1 در ماكزيمم دامنه سيگنال كنترلي قرار مي گيرد، در حاليكه Vtri مقدار ماكزيمم سيگنال و مثلثي (حامل) مي باشد. همچنين نرخ مدولاسيون فركانسي بصورت زير تعريف مي گردد:
mf در واقع نرخ بين فركانس حامل و سوئيچينگ مي باشد؛ جزء اصلي ولتاژ خروجي (Vout) نيم پل، داراي مشخصه معادله زير و منطقه مدولاسيون خطي مي باشد.
Vout=mi.Vd mi≤1.0
اين معادله نشان مي دهد كه نتيجه مورد نظر كه دامنه مي باشد بطور خطي با انديس مدولاسيون نسبت مستقيم دارد. مقدار mi از صفر تا 1 را مي توان بعنوان محدودة كنترل خطي سيگنال حامل سينوسي PWM در خروجي تعريف كرد.
اشكال مختلف روش سوئيچينگ PWM :
تا به حال با مفاهيم مبدل توان DC به AC و مدولاسيون PWM آشنا شديم. در كاربردهاي تكفاز آنچه بطور خاص مورد نظر مي باشد ولتاژ خروجي است كه به بار منتقل مي شود. همانطور كه قبلا ديده شد، ولتاژ خروجي، اختلاف بين دو پايه A و B از پل ترانزيستوري مي باشد. نكته ديگري كه مد نظر است مقدار THD (Total Harmonic Disturtion) مي باشد كه بايد تا حدامكان مقدار كمي داشته باشد.
مدولاسيون PWm دو قطبي :
سوئيچينگ PWM دو قطبي در واقع يك شماي سوئيچينگ كلاسيك مي باشد كه براي اينورتر تكفاز بكار مي رود. جفت ترانزيستور (T4, T1) و (T3, T2) در شكل 1-1 روي لنگه هاي مختلف پل بطور همزمان روشن و خاموش مي گردند. ولتاژ خروجي در اين حالت بصورت دو قطبي (مثبت و منفي) مي گردد چون هيچ حالت صفري در آن وجود ندارد.شكل موج خروجي برابر ولتاژ نقطه VAO در شكل 1-1 مي باشد با اين تفاوت كه دامنه آن دو برابر مي باشد. اصول يك PWM دو قطبي را مي توان در معادله زير خلاصه كرد:

Vout = Vd when Vcontrol > Vcarrier
Vout == Vd when Vcontrol < Vcarrier
(شکل 3-1)

شكل 3-1 يك شرحي از مدولاسيون PWM دو قطبي را با پارامترهاي mf=15 و mi=0.8 بصورت گرافيكي بيان مي كند. از روي شكل مي توان فهميد كه VBO دقيقاً معكوس VAO در هر زمان مي باشد، بنابراين هيچ حالت صفري در خروجي ندارد، Vout=VAO-VBO كه باعث
توليد ولتاژ دو قطبي در خروجي گرديده است. در شماي مدولاسيون PWM دو قطبي، اگر نرخ مدولاسيون فركانس را عدد فرد انتخاب كنيم، ولتاژ خروجي Vout نسبت به مبدأ يك شكل موج متقارن و دو نيم موج مي گردد كه در اين حالت هارمونيكهاي زوج در خروجي حذف مي گردد.
مدولاسيون PWM تك قطبي :
در اين مدولاسيون جفت سوئيچهاي (T4, T1) و (T3, T2) در اينورتر H-Bridge (نيم پل)، بطور همزمان همانطور كه در دو قطبي ديده شد عمل نمي كند. در واقع لنگه A و B در شكل 1-1 بطور مجزا و غير وابسته با قياس دو سيگنال Vcontrol1 و Vcontrol2 با سيگنالهاي حاصل مشابه آنها عمل مي كند. شكل 4-1 اين شماي سوئيچينگ تك قطبي را به همراه خروجي mi=0.8 و mf=12 نشان مي دهد:
(شکل 4-1)
الگوريتم سوئيچينگ PWM تك قطبي، در معادله زير نشان داده شده است:
Vout = Vd when T1, T4 is ON
Vout = -Vd when T2, T3 is ON
Vout= 0 when T1,T3 or T3, T4 is ON
از شكل 1-3 و معادله بالا مشخص مي گردد كه ولتاژ خروجي بين 0 تا +Vd يا 0 تا -Vd در هر نيم پريود اصلي تغيير مي كند. بنابراين شماي PWM بنام PWM تك قطبي شناخته مي گردد. تغيير ولتاژ در هر سوئيچينگ در قياس با حالت قبل كه مقدار 2Vd را داشت در اين حالت (تك قطبي) تغيير ولتاژ Vd مي باشد. همچنين در اين نوع PWM امكان انتخاب مقدار نرخ مدولاسيون فركانس( mf ) بعنوان يك عدد زوج براي حذف اجزاي هارمونيكها در فركانس سوئيچينگ (fs) وجود دارد.
شماي PWM تك قطبي بهبود يافته :
اين نوع PWM با دو حالت قبل تفاوت دارد. در اين مورد، هر دو لنگه هاي نيم پل اينورتر تك فاز در فركانسهاي مختلف سوئيچ مي كند. بطور مثال لنگه A در فركانس پايه f1 سوئيچ مي كند در حالي كه لنگه B در فركانس حامل f2 سوئيچ مي كند كه مقدار آن خيلي بزرگتر از f1 مي باشد. اين نماي سوئيچينگ PWM يك سرعت سوئيچينگ، متعادل بين دو لنگه هاي اينورتر ايجاد مي كند. همچنين يك ولتاژ خروجي تك قطبي كه مقدارش بين 0 و +Vd و بين 0 و Vdـ مي باشد ايجاد مي گردد. شكل 5-1 يك شرحي از اين نوع مدولاسيون با mi=0.8 و mf=15 آورده شده است:
(شکل 5-1)
براي بدست آوردن تقارن نيم موج و فرد در ولتاژ خروجي جهت حذف هارمونيكهاي زوج، نرخ مدولاسيون فركانس نبايد بعنوان مضرب فردي انتخاب گردد. اين نوع مدولاسيون داراي مزاياي كاهش مزاحمتهاي مغناطيسي الكتريكي فركانس بالا (EMI) مي باشد. همانطور كه در شكل 5-1 ديده مي شود، بر عكس دو نوع مدولاسيون ديگر، سيگنال مدولاسيون (Vcontrol) در اين الگوريتم يك سيگنال ناپيوسته مي باشد كه در واقع اسپكتروم فوريه متفاوتي را ايجاد مي كند.



بلوك دياگرام كلي مدار پروژه :







(شکل 6-1)
همانطور كه در شكل 6-1 مشاهده مي شود، سيگنال AC برق شهر وارد يك يكسوساز تمام موج شده و بعد از يكسو شدن توسط خازن صاف مي گردد. سپس سيگنال DC وارد مبدل DC به AC تمام پل (Full Bridge) شده و در آنجا به يك سيگنال AC مربعي تبديل مي گردد، ورودي اين بلوك از يك مدار كنترلي (ميكروكنترلر) مي آيد و فرمانهاي آن توسط ميكروكنترلر سري 8051 توليد مي گردد، صفحه كليد جهت وارد كردن مقدار فركانس به ورودي ميكروكنترلر بكار مي رود، همچنين نمايشگر LCD براي نمايش عدد وارد شده استفاده مي شود. در خروجي اينورتر دو سيگنال مربعي و سينوسي توليد مي گردد، كه خروجي مربعي بعد از يك فيلتر LC پايين گذر به يك سيگنال تقريبا سينوسي تبديل مي گردد، در اين بخش بلوك دياگرام آورده شده را بطور دقيق تري بررسي مي كنيم:
يكسو ساز تمام موج :
اين مدار يك يكسو ساز تمام موج كه توانايي تحمل ولتاژ معكوس تا 400 ولتاژ را دارد استنفاده شده است، مقدار خازن الكتروليت بكار رفته در خروجي آن، بايد به اندازه اي باشد كه براي جريان مورد نياز داراي كمترين ريپل ممكن باشد، بايد توجه داشت كه چون اين مدار بصورت سوئيچينگ مي باشد بر روي خطوط برق نويزي اندازد كه براي جلوگيري از آن در ورودي يكسوساز يك فيلتر خط كه بصورت زير مني باشد قرار داده مي شود كه در اينحالت از عبور پالسهاي فركانس بالا به خطوط انتقال جلوگيري مي كند.






(شکل 7-1)


مبدل DC به AC :
همانطور كه گفته شد مبدلهاي مختلفي براي تبديل سيگنال DC به AC وجود دارد كه در اينجا از مدار تمام پل استفاده كرده ايم. در اين مدار كه از قطعات IGBT به عنوان عنصر قابل سوئيچ استفاده شده است نياز به درايور براي كنترل گيتهاي IGBT مورد نياز مي باشد. كه در اين پروژه از 2 آي سي درايور نيم پل IR2113 جهت كنترل هر لنگه از پل بهره برده شده است. كه شرح كامل آن در ادامه امده است.
IGBT :
IGBT جز قطعات حامل اقليت مي باشد كه داراي مشخصه هدايتي خيلي زيادي است با توجه به اينكه مشخصات ماسفت قدرت را نيز که شامل سهولت در راه اندازي، ‏ قابليت جريان بالا و داراي سطح عملكرد مطمئن مي باشد داراست .
معمولاَ IGBT داراي سرعت كمتري از ماسفت مي باشد اما در تكنولوژي ساخت جديد اين قطعه، مشخصات سوئيچيگ IGBT به حد ماسفت قدرت رسيده است بدون اينكه مشخصه هدايت بالاي آن كه جهت تشابه خروجي آن به ترانزيستور BJT مي باشد تغيير نمايد.
(شکل 7-1)
ساختار سيليكون و مدار معادل:
بغير از بدنه ‏ ،ساختار داخلي IGBT به ماسفت شباهت زيادي دارد. هر دو قطعه يك ساختار گيت پلي سيليكن مشابه و چاله هاي P به همراه اتصالات سورس دارند در هر دو قطعه نيمه هادي نوع N زير چاله هاي P از نظر ضخامت و مقاومت بگونه اي تزريق مي گردند كه بتوانند نرخ ولتاژ قطعه را نگهدارند و تحمل نمايند. به هر حال‏ با وجود خيلي از تشابهات موجود‏ عملكرد فيزيكي IGBT و ترانزيستور BJT ، شباهت آن ننسبت به ماسفت بيشتر است. اين مشخصه به علت بدنه مي باشد كه مسئول تزريق حامل اقليت به ناحيه N می باشد و در نتيجه مدولاسيون هدايتي را ايجاد مي كند ماسفت قدرت كه از مدولاسيون هدايت بهره اي نمي برد در ناحيه N تلفات زيادي دارد.




مبدل DCبه AC تکفاز


ملاحظات طراحی بخش درایورIR2113


فصل دوم:میکروکنترلر8051


راه انداز یا درایور IGBT


مبدلDC بهAC


مبدل DCبه AC تکفاز



مقاله


پاورپوینت


فایل فلش


کارآموزی


گزارش تخصصی


اقدام پژوهی


درس پژوهی


جزوه


خلاصه


پاور پوینت آئین نامه حفاظتی تاسیسات الکتریکی

دانلود پاورپوینت “ کاربرد رنگ ها درایمنی ”

مجموعه کامل آموزش برق (ساختمان وصنعتی- سیستم های حفاظتی و..)

فیلم آموزشی روش تحلیل رابطه خاکستری و تئوری خاکستری ، Grey Relational Analysis، GRA در اکسل

مقاله : تاثير فلزات سنگين بر آبشش و كبد ماهي ها‎

پایان نامه بررسی پروبیوتیک و نقش آن در آبزی پروری

دانلود پاورپوینت ریاضی چهارم ابتدایی مبحث شناخت کسر - 17 اسلاید

آزمون قلمچی 5آبان 96-گروه آزمایشی تجربی (کنکوریها)

دانلود پاورپوینت جانوران مضر شهری - 6 اسلاید

پاورپوینت کامل و جامع با عنوان لیپیدها و انواع انها در 120 اسلاید

پروژه آمار ی بررسي ميزان مصرف آب 30 خانوار

دانلود جزوه فیزیک پزشکی

کتاب The Washington Manual of Dermatology Diagnostics زبان اصلی

دانلود پاورپوینت بافت های لیزوزوم- 11 اسلاید

دانلود پاورپوینت کلیات قارچ شناسی پزشکی- 65 اسلاید

پاورپوینت جامع و کامل درباره مایع مغزی نخاعی (CSF)

پاورپوینت ماساژ بدن (پیشنهاد ویژه)

مقاله ارتودنسی و دندانپزشکی

كتاب Burket's Oral Medicine زبان اصلي

دانلود پایان نامه دکترای دندانپزشکی -مروری بر علل شکست پروتزهای کامل

پايان نامه دندانپزشكي-تعيين ميزان استئواينتگريشن و بررسی اپیتلیوم در سطح ايمپلنت به روش بدون فلپ در پنج گروه مختلف

پایان نامه بررسی تکنیکهای کنترل رفتاری والدین مراجعه کننده به بخش کودکان دانشکده دندانپزشکی

پایان نامه دندانپزشکی -بررسی نیاز به درمان های ارتودنسی در دانش آموزان ۱۶-۱۴ ساله

تحقیق بهداشت دهان ودندان

پایان نامه دندانپزشکی اثر یک UDMA جدید بر خواص مکانیکی کامپوزیت دندانی

دانلود مقاله معرفی شغل دندانپزشک

تحقیق بهداشت دهان ودندان

Popesko

تکسوپلاسموز

پرورش شتر مرغ