پایان نامه مهندسی برق اینورتر- تبدیل ac به dc

اختصاصی از یارا فایل پایان نامه مهندسی برق اینورتر- تبدیل ac به dc دانلود با لینک مستقیم و پرسرعت .

این فایل در قالب ورد وقابل ویرایش در 180 صفحه می باشد .
چکیده:

امروزه کنترل موتورهای القایی به دلیل مزایای زیاد این موتورها نسبت به موتورهای جریان مستقیم روز به روز از اهمیت بیشتری برخوردار می گردد.

در این پایان نامه روشهای مختلف کنترل دور و گشتاور موتورهای القایی و کاربردهای آن مورد بررسی قرار گرفته است.

در فصل اول مدارهای موردنیاز برای کنترل موتورهای القایی شامل مدارهای فرکانس متغیر که خود شامل اینورتورهای منبع ولتاژ، اینورتورهای منبع جریان می باشند معرفی و بررسی شده اند.

در فصل دوم روش های مختلف کنترل موتورهای القایی مورد بحث قرار گرفته است. در ابتدا اصول کنترل دور و سپس روشهای مختلف کنترل v/f ثابت کنترل لغزش و کنترلهای برداری مورد بحث قرار گرفته است.

در فصل سوم به روشهای مکانیکی و الکتریکی کنترل دبی در پمپها پرداخته ایم و با مقایسه هر دو روش الکتریکی و مکانیکی به این نتیجه می رسیم که استفاده از روش الکتریکی مناسبتر است.

در فصل چهارم به کاربردهای AC درایوها در پمپ های آبیاری و آبرسانی . انواع روشهای مختلف بکارگیری کنترل دور برای پمپ مورد بررسی قرار گرفته است.

در فصل پنجم صرفه جویی انرژی در موتورهای القایی از طریق استفاده از کنترل دور و انواع روشهای افزایشی راندمان، گشتاور و ضریب قدرت مورد بررسی قرار گرفته است.

مقدمه

بحت انرژی از دو دیدگاه اقتصادی و زیست محیطی حائز اهمیت است . بهینه سازی مصرف انرژی به این معنی است که  بتوان با استفاده از تجهیزات و یا مدیریت بهتر همان کار را ولی با مصرف انرژی کمتر انجام بدهیم .

صرفه جوئی انرژی می تواند با استفاده از تجهیزات بهتر نظیر : عایق بندی مطلوب ، افزایش راندمان سیسمتهای حرارتی، و بازیابی تلفات حرارتی بدست آید از طرف دیگر اعمال مدیریت انرژی، بمنظور درک سیستمهای موجود و طریقه استفاده از آنها،  میتواند در کاهش مصرف انرژی نقش مهمی داشته باشد. در سیاست گذاری انرژی باید سازمانها رویکرد سیستمی داشته باشند. برای مثال در بهینه سازی مصرف انرژی الکتریکی هدف تنها کاهش هزینه های انرژی یک یا چند الکتروموتور مشخص نیست،  بلکه باید آثار اقدامات مورد نظر روی سایر سیستمها نیز بدقت مورد توجه قرار گیرد. در یک بنگاه اقتصادی صرفه جوئی انرژی میتواند موجب برتری رقابتی بنگاه گردد.

در اغلب بخشهای صنعتی انرژی الکتریکی مهمترین منبع انرژی صنعت بشمار می رود . از آنجا که موتورهای الکتریکی، مصرف کننده اصلی انرژی الکتریکی در کارخانجات

صنعتی میباشند. لذا بهینه سازی مصرف انرژی در موتورهای الکتریکی که موضوع مقاله  است از اهمیت ویژه ای برخوردار خواهد بود . برای درک اهمیت بهینه سازی مصرف انرژی به این مورد اشاره می کنیم که اگر راندمان موتورهای  الکتریکی القائی موجود در اروپا تنها به میزان 1% افزایش یابد، هزینه مصرف انرژی الکتریکی به میزان 6/1 میلیارد دلار در سال کاهش خواهد یافت .

آمار منتشر شده از سوی وزارت نیرو نشان می دهد در سال 1373 ،  5/38% از کل انرژی الکتریکی مصرف شده در ایران توسط موتورهای الکتریکی بوده است[F1]. البته این میزان در کشورهای صنعتی تا 65% می رسد و شاخص خوبی برای نشان دادن سطح صنعتی شدن یک کشور می باشد[10] .  اهداف بهینه سازی مصرف انرژی را میتوان بصورت زیر بیان نمود:

• استفاده منطقی از انرژی
• حفظ منابع انرژی
• اصلاح میزان مصرف انرژی در بخشهای مصرف کننده انرژی
• کاهش گازهای گلخانه ای و آلودگی هوا
• اصلاح وضعیت موجود
• کسب برتری رقابتی در بنگاههای اقتصادی

می توان اقدامات مختلفی برای صرفه جوئی انرژی الکتریکی در الکتروموتورهای صنعتی بعمل آورد. در حالت کلی این اقدامات به دو دسته تقسیم میشود:

1-     اقدامات مربوط به طراحی موتور

2-     اقدامات مربوط به بهره برداری از موتورها

اقدامات مربوط به بهره برداری از موتورها را نیز میتوان به دو دسته تقسیم نمود:

1-     اقدامات روی موتور، نظیر تهویه، روغنکاری، و بارگذاری

2-     استفاده از درایو یا کنترل کننده دور موتور

در این مقاله نخست روشهای بهینه سازی مصرف انرژی در موتورهای الکتریکی را مورد بحث قرار می دهیم  سپس کاربرد درایوها در کنترل موتورهای الکتریکی و تاثیری که آنها می تواند در صرفه جوئی مصرف انرژی بگذارند مورد بررسی قرار خواهد گرفت .

فهرست مطالب

عنوان                                                     صفحه

فصل اول-مدارهای موردنیاز برای کنترل موتور القایی

اینورتر ....................................... 1

1-1- اینورتر پل تکفاز ......................... 2

1-2- اینورتر تکفاز PWM ....................... 5

2- اینورترهای سه فاز .......................... 6

3- اینورتر با تشدید سری ....................... 14

4- اینورترهای منبع جریان ...................... 15

4-1- اینورتر منبع جریان سه فاز ................ 17

5- منابع جریان ................................ 25

5-1- مدولاسیون پهنای پالس در یک اینورتر منبع جریان تریستوری ...................................... 27

6- مقایسه محرکه های اینوتر منبع جریان و ولتاژ . 30

فصل دوم – کنترل موتور القایی

مقدمه ......................................... 33

1- اصول کنترل سرعت موتورهای القایی ............ 33

2- کنترل لغزش ................................. 34

3- روشهای کنترلی موتورهای القایی، کنترل کننده اسکالر ........................................ 36

4- کنترل کننده اسکالر درایوهای موتور القایی با اینورتر VSI ................................... 37

4-1- کنترل کننده سرعت، مدار باز ............... 38

4-2- کنترل کننده سرعت مداربسته با محدود کننده جریان ............................................... 40

5- کنترل کننده سرعت مدار باز ، در شیراط کنترل V/F ............................................... 42

6- کنترل برداری ............................... 44

6-1- انواع روشهای کنترل برداری ................ 45

6-2- کنترل برداری مستقیم با جهت یابی شار فاصه هوایی و اینورتر PWM با جریان کنترل کننده ........... 45

6-3- کنترل کننده برداری مستقیم با جهت یابی شار استاتور ....................................... 50

6-4- کنترل برداری غیر مستقیم با جهتیابی شار رتور و اینوتر PWM با جریان کنترل شده ................ 51

6-5- کنترل برداری با اینورترها PWM و در شرایط کنترل ولتاژ ......................................... 55

6-6- کنترل برداری با استفاده از اینورتر CSI .... 58

فصل سوم – روشهای الکتریکی و مکانیکی کنترل دبی در پمپها

چکیده ......................................... 61

1- مقدمه ...................................... 62

2- استخراج رابطه میان گشتاور، سرعت و دبی یک پمپ 64

3- ارزیابی به کارگیری شیر فلکه به عنوان روش معمول کنترل دبی پمپ ................................. 67

4- ارزیابی روش کنترل دور موتور القایی به منظور کنترل دبی سیال ................................ 69

5- مقایسه نتایج حاصل از روشهای مختلف کنترل دبی سیال ............................................... 75

6- ارزیابی اقتصادی به کارگیری ASD ............. 79

نتایج ......................................... 80

فصل چهارم – کاربرد AC درایوها در پمپ های آبیاری و آبرسانی

مقدمه ......................................... 82

1- مشخصه های سیستم پمپ و بار و طبقه بندی پمپ ها 85

2- مشخصه پمپ های روتو دینامیک ................. 86

3- تاثیر سرعت متغیر پمپ روی منحنی عملکرد آن ... 87

4- پرفورمنس مکش پمپ (NPSH) ..................... 90

5- نیازهای عملیاتی پمپ ها ..................... 91

6- راندمان پمپ ................................ 93

7- پمپ های موازی .............................. 95

8- کنترل on/off پمپ های موازی ................... 97

9-1- کنترل فلو با روش شیر کنترل ............... 98

9-2- کنترل فلو با روش شیر BYPASS

9-3- کنترل فلو توسط درایوهای دور متغیر ........ 100

10- آبیاری در مزارع (Irrigation) ................... 103

11- روشهای مختلف استفاده از درایو برای کنترل پمپ ............................................... 104

11-1- روش مالتی مستر Multi Master ................. 104

11-2- روش Multi Follower .......................... 107

11-3- تشریح عملکرد کنترل در روش Advance level Control 110

فصل پنجم

مقدمه ......................................... 113

1- مصرف انرژی در موتورهای الکتریکی ............ 115

2- موانع در سیاستگذاری انرژی .................. 117

3- انتخاب موتور مناسب ......................... 118

3-1- تطابق موتور و بار ........................ 118

3-2- موتورهای با راندمان بالا .................. 121

4- اقدامات مورد نیاز برای بهبود عملکرد سیستمهای مرتبط با الکتروموتورها ........................ 123

4-1- کیفیت توان Power Quality ..................... 123

4-2- تثبیت ولتاژ شبکه ......................... 123

4-3- عدم تقارن فاز ............................ 125

4-4- ضریب قدرت ................................ 126

5- روشهای عملمی برای افزایش بازدهی موتور ...... 126

6- دستورالعملهای لازم برای بهبود عملکرد موتورهای الکتریکی ...................................... 131

7- دسته بندی اقدامات لازم برای بهینه سازی مصرف انرژی ............................................... 133

8- تکنولوژی الکترونیک قدرت و درایوهای AC ...... 133

9- کنترل کننده دور موتور ...................... 136

10- مزایای استفاده از کنترل کننده های دور موتور 140

11- مدیریت بهینه سازی مصرف انرژی و نقش کنترل کننده های دور موتور ................................. 142

12- پمپها و فنها .............................. 145

13- قوانین افینیتی در کاربردهای پمپ و فن ...... 147

14- محاسبات صرفه جویی انرژی در فن ............. 154

15- یک مطالعه موردی در ایران .................. 155

16- سیستمهای تهویه مطبوع ...................... 159

17- ماشین تزریق پلاستیک ........................ 159

18- صرفه جویی انرژی در تاسیسات آب و فاضلاب ..... 161

19- کمپرسورها ................................. 161

20- نیروگاه ها ................................ 162

21- سیمان ..................................... 163

22- قابلیتهای کنترل کننده دور موتور مدرن ...... 165

22-1- نرم افزار کاربردی کنترل پمپ و فن ........ 168

22-2- نرم افزار کاربردی کنترل سطح پیشرفته ..... 168

22-3- نرم افزار کنترلی Master Follower ............. 168

23- درایوهای دور متغیر VACON مصداقی از درایوهای مدرن .......................................... 168

24- مسائلی که درایوهای دور متغیر به وجود می آورند ............................................... 169

منابع ......................................... 175