۹۲

شکل پ۱-۶ انتخاب المان­های قدرت

۹۲

شکل پ۱-۷ انتخاب المان­های دیگر برای شبیه­سازی

۹۳

چکیده:
مطالبی که در این پایان نامه به منظور شبیه­سازی و پیاده­سازی کنترل کننده غیرخطی مبدل باک مورد بررسی قرار می­گیرد درچهار فصل ارائه می­گردد. به طور کلی مبدل باک و روابط حاکم بر ان و مطالعات انجام شده بر روی مبدل باک و یک روش کنترلی برای بدست اوردن متوسط ولتاژ خروجی برای برابری با یک سطح مطلوب ارائه شده است.روش کنترلی ارائه شده شامل یک سری مزایا و معایب می باشد.برای بهبود معایب و همچنین نتیجه بهتر وبدست اوردن ولتاژ خروجی با یک سطح ثابت و کاهش ریپل و زمان نشست ولتاژ در خروجی مبدل کنترلر خطی (PI) معرفی می شود که با روش کنترلی غیر خطی (کنترل حالت لغزشی ) ترکیب شده که هر ۳ کنترلر در محیط متلب در فصل چهارم شبیه سازی شده است و نتایج ان قابل مشاهده می باشد.و همچنین در انتهای پایان نامه کنترلر ها به صورت جداگانه و در مقابل تغییرات ناگهانی بار با هم مقایسه می شوند.
کلمات کلیدی: چاپر، مبدل باک ، کنترل حالت لغزشی، کنترلر PI
فصل اول:
مروری بر مطالعات انجام­شده

مقدمه
در بسیاری از کاربردهای صنعت از منابع DC استفاده می­ شود، بنابراین به دستگاهی نیاز است که بتواند یک منبع ولتاژ DC را به منبع ولتاژ DC متغیر تبدیل کند، ین کار به وسیله چاپر صورت می­گیرد. چاپر یک مبدل DC به DCاست که همانند یک ترانس AC که با تغییر تعداد دورها می ­تواند ولتاژ دلخواه را ایجاد کند، میتواند مستقیماً ولتاژDC را به ولتاژ DC موردنظر و به صورت پیوسته تبدیل کند.
چاپرها کاربردهای فراوانی دارند. معمولاً به عنوان تنظیم­کننده ولتاژ به کار می­رود و ولتاژ DC رگوله نشده را به ولتاژDC رگوله شده مطلوب تبدیل می­ کند و به همراه یک سلف به منظور ایجاد یک جریانDC خصوصاً برای اینورتر منبع جریان به کار می­رود.
چاپرها به صورت گسترده­ای برای کنترل موتور در اتومبیل الکتریکی، چنگال­های بالا­برنده ، در حفر معدن به کار می­روند. ازمشخصات آن­ها، کنترل دقیق شتاب، بازده بالا و پاسخ دینامیکی سریع می­باشد. یکی دیگر از کاربردهای چاپر در جبرانسازی توان راکتیو است.
چاپرها در ترمزدینامیکی موتورهای DC جهت بازگرداندن انرژی به منبع به کارگرفته می­شوند، که باعث ذخیره انرژی در سیستم­های حمل و نقل با توقف زیاد می­ شود.
ازکاربردهای خیلی مهم چاپر می­توان استفاده در بهینه­سازی شبکه ­های برق ac نام برد.
در بارهای حساس اگر خطایی در شبکه رخ دهد، یک سیستم تغذیه پشتیبان (به عنوان مثال باتری خانه) مورد نیاز می­باشد. این نیاز به یک سیستم تغذیه قدرت پیوسته موجب شده است که از منابع تغذیه UPS استفاده شود. چاپرها در این UPS ها جهت تنظیم سطح ولتاژ یکسوشده مورد استفاده قرار می­گیرند. به طوری­که در هنگام عملکرد عادی سیستم انرژی از شبکه به سیستم تغذیه پشتیبان هدایت می­ شود و در شرایط اضطراری سیستم پشتیبان، بار مورد نیاز را تأمین می­ کند. در این نوع UPS چاپر دو جهته مورد استفاده قرار می­گیرد.

شکل۱- ۱ fly back دوجهته ^[۱]
چاپرها براساس ولتاژ خروجی به دو دسته افزاینده و کاهنده تقسیم می­شوند. در اکثر منابع تغذیه سوئیچینگ DC به DCکه در تجهیزات داده و مخابرات استفاده می­شوند یک مبدل افزاینده مورد استفاده قرار می­گیرد که وظیفه آن، کاهش هارمونیک های جریان خط و برآورده نمودن مشخصه­های جهانی برای کنترل محدوده­های هارمونیکی جریان خط در منابع DC است. از مبدل افزاینده معمولاً در رادارها و سیستم­های احتراق استفاده می­ شود. از مبدل­های کاهنده معمولاً در اتومبیل­های الکتریکی و فیلترهای DC استفاده می­ شود.
امروزه چاپرهای اصلاح شده تحت عنوان two-quadrant و four-quadrant به بازار آمده­اند که چاپر نوع اول در سیستم­های کنترل خودکار منابع تجدیدپذیر مثل سلول­های خورشیدی و توربین­های بادی مورد استفاده قرار می­گیرند.

شکل۱- ۲ مبدل fly back در یک سیستم photo voltic unit
چاپر اصلاح­شده نوع دوم در سیستم­های دارای ترمز الکتریکی موتورهایdc جهت احیاء انرژی مورد استفاده قرار می­گیرد به عنوان مثال در سیستم­های حمل و نقل و اتومبیل­های هیبرید .

شکل۱- ۳ توربین بادی و مبدل­های مربوطه
چاپرها بر اساس نحوه عملکردشان به صورت زیر تقسیم ­بندی می­شوند:
مبدل افزاینده ^[۲]
مبدل کاهنده^[۳]
مبدل کاهنده- افزاینده^[۴]
مبدل چک^[۵]
۱-۲- پژوهش­های انجام­شده بر روی مبدل­های ِDC_DC
مًتاولّی ـ رٌسِتو – اسپیازی ^[۶] (۱۹۹۳) ]۱[ ، هدف کلی کنترلرهای مد لغزشی ^[۷] توصیف کرده ­اند، که می ­تواند در بیشتر توپولوژی­های مبدل DC / DC استفاده شود. پیچیدگی مداری مشابه کنترلرهای حالت جریان استاندارد دارد ، اما قدرت زیاد و سرعت پاسخ در برابر ذخیره­سازی،تغییرات بار و پارامتری را فراهم می­ کند .