روش های بسیاری جهت بالابردن كیفیت تـوان و همچنـین كنتـرل ولتـاژ هـم از لحـاظ جلوگیری از تغییرات ناخواسته و هم تغییر خواسته كاربرد یافته است مداری دیگر برای كنترل ولتاژ كه یک مدار امپدانس اسـت بـا نـام z-source موجـود است كه مشخصه های بهتری نسبت به كنترلرهای دیگر میتواند ارائه كند و در تمـام انواع مبدلها اعم از dc-ac و dc-dc و ac-dc و ac-ac و درانیورترها در هر دو حالت ولتاژی و جریانی میتواند بكار رود . این مدار در اصل واسطهای بین منبع و مبدل میباشد و مزیت مشتركی را برای تمام مبــدلهای در مقیایســه بــا مبــدلهای ولتــاژی و یــا جریــانی تجــاری (معمــولی) كــه محدودیتهای در كاربردشان وجـود دارد بوجـود مـی اورنـد . بـرای معرفـی از كوپـل اینورتر و z-source استفاده میكنیم. دیودها همانطور كه میدانیم در اینورتر ولتاژی بصـورت مـوازی بـا سـوئیچها و در اینورتر جریانی بصورت سری با سوئیچها بسته میشـوند كـه وظیفـه آنهـا هـدایت جریان عقب افتاده و جلوگیری از ایجاد ولتاژ معكوس در دو سر سوئیچها در اینورتر ولتاژی، و وظیفه آنها در اینورتر جریانی ایجاد ولتاژ و جلوگیری از جریـان معكـوس در سوئیچها میباشد . i)محدودیتهای اینورترهای ولتاژ تجاری(معمول و موجود ): 15 1. ولتاژ ac كمتر از ولتاژ ریـل dcمـی باشـد و ولتـاژ ac كمتـر از ولتـاژ dc ورودی میشود. بنابراین اینورترهای ولتاژ یک مدار buck نیز هستند و كاهش دهنـده ولتـاژ میباشند و برعكس مبدلهای dc به ac یک مدار boost هستند و افزایش دهنده سـطح ولتاژ میباشند . هنگامیكه نیاز به درایو بالا باشد( افزایش ولتاژ) با توجه به محدودیت ریل dc نیاز به اضافه نمودن مدار بوست dc به dc برای افزایش ولتاژ dc ورودی و به همین ترتیب خروجی acمورد نیاز میب اشد كه این تجهیـز اضـافی باعـث افـزایش هزینـه و غیـره میشود كه بعدا معایب مدارهای باك و بوست گفته خواهد شد . 2. سوئیچهای بالایی و پایئنی هر شاخه یـاهر فـاز آنطوریكـه مـورد دلخـواه ماسـت نمیتوانند بدلیل وجود نویز EMI ( نویز الكترومغناطیس داخلی كه باعث عدم سـوئیچ شدن بموقع میشود) در هر لحظه و پشت سر هم كلید زنی شود در این حالـت (كلیـد زنی پشت سر هم) وقوع اتصال كوتاه بین پایههـای بـالائی و پـائینی و از بـین رفـتن ادوات میگردد. و همچنین باعث از بین رفتن مبدل میشود. Dead time زمانی است كه برای هر دو ادوات بالائی و پائینی برای مقابله با این پدیده در نظـر مـی گیرنـد كـه متعاقبا باعث از میان رفتن و اغتشاش شكل موج و پدید آوردن هارمونیكها میگردد 3. نیاز به فیلتر LC ( فیلترپسیو) برای سینوسی شدن شكل موج ولتاژ در مقایسـه بـا اینورترهای جریان وجود دارد كه كنترل اضافه و تلفات بیشتر را در بر خواهد داشت . 16 در اینورترهای جریان، منبع جریان میتواند یک سلف بزرگ بهمراه منبع ولتاژ باشد. ادوات اینورترهای جریان دارای یک جزء سوئیچ شونده بهمراه بلاك 11 مقابله كننده با جریان عكس میباشند. مانند تریستورهای فرمان پذیر خاموش شـونده (GTO) و SCR و یا ترانزیستور قدرت سری با یک دیود برای مقابله با جریـان عكـس و دارای ولتاژ در هر دو جهت ]1[ ii)معایب اینورترهای جریان : 1. میزان ولتاژ ac خروجی در اینورتر جریان همیشه كمتر از ولتـاژ dc ورودی است و زمانیكه نیاز به افزایش ac خروجی باشد ناچـار بـه اسـتفاده از مـدار boost خواهیم بود و بالعكس در مبدل ac به dc نیاز به مبـدل buck خواهـد بود كه همانند اینورتر ولتاژ باعث افزایش تلفات و كنترل خواهد شد . 2. در هر لحظه از زمان و بصورت دائمی یكـی از سـوئیچهای بـالائی یـا پـائینی حداقل باید روشن باشد تا خطر مدار باز پدید نیاید موضوع مـدار بـاز بـدلیل نویز عدم روشن شدن بموقع (EMI) پدید میآید كه مجبور به در نظر گرفتن این زمان (time) خواهیم بود. كه موجب بهم ریختگی موج و ایجاد هارمونیک میشود (overlab) 3. سوئیچها باید در مقابل جریان عكس محدود شوند كه این موضوع با در نظـر گرفتن دیود سری در تركیب با ترانزیستورهای سـرعت بـ الا و كیفیـت خـوب مانند ترانزیستورهای دو طرفه گیت عایقی (IGBTs) اسـتفاده مـی شـود . در 17 این اینورترها نیز ناگزیر به استفاده از فیلترهای LC خواهیم بـود كـه معایـب آن در بالا گفته شد iii) هر دوی اینورترهای ولتاژ جریان دارای چند مسئله مشترك هستند : 1. هر دوی آنها نیاز به مدارات باك یا بوسـت بـرای دسـتیابی بـه تغییـر ولتـاژ خروجی دارند . 2. هر دو از لحاظ داخلی غیر قابل تغییرند بعبارت دیگر هیچكدام قابل تبـدیل بـه دیگری نیست. 3. هر دوی آنها دچار نویز EMI هستند. رفع تمام معایب مذكور باضافه محسناتی كه گفته شد و بعدا گفته خواهد شد میتواند با كوپل مدار امپدانسی (z-source) با منبع dc برآورده گردد و منبع توان دلخـواه را بوجود آورد در این حالت هر دوی سلف و خازن وجود دارد .

در پاسخ به این چالش كه چگونه می توان به ارزیابی سیستم قدرت از نظر آلودگی هارمونیكی ناشی از منابع هارمونیكی پرداخت، اكثر شركت های تأمین كننده برق، كیفیت توان الكتریكی تأمین شده مصرف كنندگان را از طریق برنامه های اندازه گیری، جهت تعیین اینكه اختلال هارمونیكی تولید شده توسط منابع هارمونیكی در محدوده مجاز استاندارد می باشد یا نه، را ارزیابی می كنند. ناحیة اندازه گیری به روشنی مشخص كننده این مطلب است كه ولتاژ و جریان هارمونیكی متغییر با زمان به علت تغییرات پیوسته در ساختار سیستم یا بوسیلة شرایط بار بوجود خواهد آمد . اندازه گیری اختلال هارمونیكی در سیستم نیاز به تجهیزی دارد كه به طور كلی به دلیل مسائل مربوط به هزینه در اكثر باس بارها به طور دائم نصب نمی باشند. فلذا با توجه به نیاز امروزة صنعت برق برای اندازه گیری مقادیر ولتاژ و جریان باس بارها و جریان خطوط، بایستی بتوان این مقادیر را به طریقی در اختیار مركز كنترل جهت بررسی های لازم اعم از اینكه چه مقدار هارمونیک در شبكه موجود است، قرار داد.
در این پایان نامه در ابتدا كلیاتی از منابع هارمونیكی موجود در سیستم قدرت و اثرات هارمونیكی آنها را كه به عنوان اصلی ترین تولید كننده های هارمونیكی شناخته می شوند، مطرح خواهد شد. به طور كلی یكی از ایده های یافتن مكان منابع تزریق هارمونیک جهت انجام تصمیم گیری های آتی، این است كه به سراغ پیدا كردن موقعیت دستگاه اندازه گیری هارمونیک برویم كه مسلماً هر مكانی برای موقعیت آن مناسب نمی باشد. بنابراین در ادامه مطالب، به بیان خلاصه كارهای انجام شده در مقالات برای یافتن موقعیت مناسب و بهینة دستگاه اندازه گیری پرداخته شده است. سپس به مسألة مدلسازی سیستم مورد مطالعه كه سیستم تست 14 باسه IEEE می باشد، پرداخته خواهد شد . این بررسی در حالتی انجام خواهد شد كه شبكة مورد نظر دارای منابع هارمونیكی می باشد. جهت انجام مطالعه بر روی این سیستم نیاز به مدلسازی منابع هارمونیكی نیز احساس خواهد شد كه در ادامه ارائه خواهد شد . همچنین برای بررسی رفتار سیستم در حضور منابع هارمونیكی، دو نوع پخش بار هارمونیكی و پخش بار در فركانس اصلی انجام شده است. در ادامه ابتدا تخمین حالت هارمونیكی در سیستم های قدرت به عنوا ن یكی از روش های شناخته شده برای اندازه گیری مقادیر ولتاژ و جریان باسبار و جریان خطوط پرداخته توضیح داده می شود. سپس الگوریتم بر پایه روش حذف ترتیبی كه اقدام به یافتن مكان و موقعیت نصب اندازه گیرهای هارمونیكی خواهد كرد، بیان خواهد شد. پس از آنكه با بهره گرفتن از این الگوریتم موقعیت نصب اندازه گیرها در باسبارهای گوناگون در هارمونیک های مختلف بررسی شد، با بهره گرفتن از یک تكنیک كارآمد اقدام به مكان یابی بهینة این تجهیزات اندازه گیری خواهد شد. با به كار بردن این تكنیک می توان موقعیت بهینه نصب اندازه گیرها را جهت یافتن مكان قرار گیری منابع هارمونیكی و شدت آنها را پیدا كرد. در نهایت برای بررسی صحت مكان یابی بهینه، شرط رویت پذیری سیستم، به عنوان یكی از شروط اصلی برای بدست آوردن كلیه مقادیر اندازه گیری از كل شبكه نشان داده خواهد شد.

دانشگاه آزاد اسلامی

واحد تهران جنوب

دانشكده تحصیلات تكمیلی

سمینار برای دریافت درجه كارشناسی ارشد“M.Sc” مهندسی برق گرایش الکترونیک

عنوان:

مدیریت باتری در خودروهای برقی مختلط

برای رعایت حریم خصوصی اسامی استاد راهنما،استاد مشاور و نگارنده درج نمی شود

تکه هایی از متن به عنوان نمونه :

(ممکن است هنگام انتقال از فایل اصلی به داخل سایت بعضی متون به هم بریزد یا بعضی نمادها و اشکال درج نشود ولی در فایل دانلودی همه چیز مرتب و کامل است)

چكیده:

آلودگی هوای کلان شهرها و چالش در تهیه بنزین مهم ترین عوامل رویکرد به استفاده از خودروهای با سوخت جایگزین مانند گاز فشرده،باتری و انرژی خورشیدی بوده اند. وانگهی خودروهایی که تنها یکی از منابع مزبور را به کار می گیرند، به علت کمبود قدرت تحویلی، عوام پسند نبوده اند. راه کار ماهرانه، ادغام این منابع با موتورهای بنزینی متداول است. در این مقاله خودروی پریوس ساخت تویوتا مبنا قرار گرفته است و با اعمال تغییرات مناسبی، طرح ساخت خودرویی با موتور صبا ساخت سایپا به همراه باتری سدیم گوگردی بررسی شده است که مزایای متعددی از جمله کاهش مصرف سوخت و آلودگی و بهبود کارایی را ارائه می دهد. مساله اساسی انتخاب چیدمان مناسب اختلاط قدرت می باشد، به نحوی که موارد مطلوب و قوانین استاندارها را لحاظ نماید. بنابراین شبیه سازی خودرو در چند آزمایش رانندگی لحاظ گردیده است. خودروی برقی مختلط درچهار جز اصلی سنجیده شده است: موتور درون سوز، ماشین های برقی، میکرو کنترلها، و مبدل ها. ماشین های برقی نوعی موتور القایی هستند که در هنگام روشن کردن خودرو حکم موتور استارت را دارند در سرعت آرام تنها نیروی محرکه هستند، در سرعت های بالا به کمک موتور درون سوز می شتابند و گاهی به عنوان دینام باتری پر کن استفاده می شوند. همچنین هنگام ترمز گیری باعث برگشت انرژی به باتری می شود. بنابراین جریان مستقیم باتری باید توسط مبدل هایی که از میکرو کنترلر فرمان می گیرند برای تغذیه موتور برقی مدوله شود. باتری عنصر اصلی تمامی ماشین های مختلط است. زیرا سرمایه گذاری اولیه هزینه جاری و کارایی را تعیین می کند. خودروهای امروزی میکرو کنترلر های متعددی را در قسمت های مختلف خود دارند که توسط واحد کنترل مرکزی مدیریت می شوند. این واحد باید به نحوی برنامه ریزی شود که حسب محیط تصمیمات وقفی سریعی بگیرد. و نیز این تصمیمات بعضی ملاحظات مانند عمر باتری را رعایت کنند. استفاده از زبان های برنامه نویسی سطح بالا برای مدیریت خودرو مطلوب می باشد، اما لازم است تا دستور العمل ها جهت تامین مواردی چون کلید زنی مبدل ها زمان سنجی شوند.

پیشرفت تکنولوژی در صنعت پتروشیمی موجب رشد تولید پلیمرها بر پایه سوخت های فسیلی شده است،  این پلیمرها اگر چه مزایای فراوانی را برای بشریت فراهم آورده اند، عمدتا غیرقابل تخریب در محیط زیست بعد از پایان استفاده از آنها بوده و سبب تخریب اکوسسیتم زمین می شوند. امروزه افزایش پسماندهای پلاستیکی باعث نگرانی جوامع بشری از نظر زیست محیطی شده است، زیرا روش هایی که جهت از بین بردن این زباله ها به کار می رود محدود می باشد، بطور مثال سوزاندن زباله های پلاستیکی باعث تولید حجم زیادی از گاز دی اکسید کربن شده است که آن نیز موجب پدیده گرم شدن زمین خواهد شد، از طرفی تولید گازهای سمی ناشی از سوزاندن این زباله ها، آلودگی هوا را نیز در بر خواهد داشت. دفن این زباله ها با توجه به محدود بودن مکان های دفن زباله، نمی تواند روش مناسبی باشد. مشکل دیگر استفاده از این پلیمرها، محدود بودن منابع سوخت فسیلی زمین می باشد لذا بایستی به فکر جایگزینی برای این منابع بود. با توجه به دلایل توضیح داده شده، تولید و توسعه پلیمرهای جدید بر پایه منابع طبیعی و با قابلیت زیست تخریب پذیری نیاز ضروری قرن حاضر می باشد. یک پلیمر زیستی ایده ال از منابع طبیعی تهیه شده و بعد از پایان استفاده می بایستی در طبیعت تخریب و به چرخه زیستی طبیعت بر گردد. استفاده از پلیمرهای زیستی با توجه به قیمت نسبتا بالا و ضعف در برخی خواص علی رغم ویژگی های مطلوب، محدود شده است و امکان رقابت با پلیمرهای متداول را ندارند. لذا بهبود خواص این پلیمرها ضروری می باشد تا بتوانند بطور کامل (از لحاظ قیمتی و خواص) با پلیمرهای متداول رقابت کنند. استفاده از فناوری نانو می تواند یک روش مناسب برای بهبود خواص پلیمرهای زیست تخریب پذیر باشد. لذا نانو کامپوزیت های زیست تخریب پذیر نسل جدیدی از مواد مرکب را معرفی می کنند که خواص آنها بهبود یافته و با توجه به قابلیت زیست تخریب پذیری، مشکلات زیست محیطی ایجاد نکرده و دوستار محیط زیست می باشند و می توانند جایگزین مناسب برای پلیمرهای متداول (زیست تخریب ناپذیر) باشند 

یکی از مواد نانومتری که کاربردهای تجاری گسترده ای در صنعت لاستیک پیدا کرده است و اکنون شرکت های بزرگ لاستیک سازی به طور گسترده ای از آن در محصولات خود استفاده می کنند. ذرات نانومتری خاک رس است که با افزودن آن به لاستیک خواص آن بطور قابل ملاحظه ای بهبود پیدا می کند که از جمله می توان به این موارد اشاره کرد: افزایش مقاومت لاستیک در برابر سایش و افزایش استحکام مکانیکی، افزایش مقاومت گرمایی، کاهش قابلیت اشتعال، بهبود بخشیدن اعوجاج گرمایی، استفاده از نانو ذرات خاک رس نیز بر عوامل زیر می تواند تأثیر داشته باشد: افزایش دمای اشتعال لاستیک: تهیه نانو کامپوزیت الاستومرها از جمله SBR مقاوم، به عنوان مواد پایه در لاستیک سبب بهبود برخی خواص از جمله افزایش دمای اشتعال و استحکام مکانیکی بالا می شود و دلیل اصلی آن حذف مقدار زیادی از دوده است. کاهش وزن لاستیک: تهیه و بهینه سازی نانو کامپوزیت الاستومرها با وزن کم از طریق جایگزین کردن این مواد با دوده در لاستیک، امکان حذف درصد قابل توجهی دوده توسط درصد بسیار کم از نانوفیلر وجود دارد. بطوریکه افزودن حدود 3 تا 5 درصد نانوفیلر می تواند استحکام مکانیکی معادل 40 تا 45 درصد دوده را ایجاد کند. بنابراین با افزودن 3 تا 5 درصد نانوفیلر به لاستیک، وزن آن به مقدار قابل توجهی کاهش می یابد. قطعات لاستیکی خودرو: نانوکامپوزیت الاستومرها می تواند به عنوان یک ماده پرمصرف در صنایع ساخت و تولید قطعات خودرو بکار رود. از ویژگی های این مواد، بالا بودن مدول بالا، پایداری ابعاد، وزن کم و مقاومت سایشی بالا می باشد. استفاده از نانو ذرات خاک رس در الاستومرهای SBR,BR,NR که در قسمت های مختلف تایر استفاده می شود، می تواند تغیرات چشمگیری را در خواص آنها ایجاد کند. نسبت وزن تایر به عمر آن: با افزودن میزان مصرف یکی از نانوفیلرها می توان مصرف دوده را پایین آورد. به عبارت دیگر اگر وزن تایر کم شود، عمر لاستیک افزایش می یابد. بنابراین جهت بالابردن عمر لاستیک کافی است با افزودن یک سری مواد نانومتری به لاستیک عمر آن را افزایش داد.