ارائه کننده: محمدمهدی محسن‌زاده
استاد راهنما: دکتر رضا بیرانوند
استاد ناظر داخلی: دکتر علی یزدیان ورجانی
استاد ناظر خارج از دانشگاه: دکتر شهریار کابلی (دانشگاه صنعتی شریف)
تاریخ: 1403/06/27
ساعت: 10
مکان: مرکز مطالعات شبکه قدرت

چکیده:
امروزه یکی از مشکلاتی که در کشورها روبه‌افزایش است آلایندگی‌های تولید شده از نیروگاه‌ها، خودروها و غیره می‌باشد که بر محیط‌زیست و سلامتی انسان‌ها تأثیری فراروانی دارد. علاوه‌برآن، سوخت‌های فسیلی مورداستفاده تمام‌شدنی هستند؛ لذا به یک چالش بزرگ در آینده تبدیل خواهد شد. یکی از مهم‌ترین عوامل آلودگی محیط‌زیست استفاده از منابع متحرک آلاینده می‌باشد؛ به‌عنوان‌مثال در شهر تهران، پایتخت ایران، این منابع بیش از 60 درصد ذرات معلق و 82 درصد گازهای آلاینده را تولید می‌کنند؛ بنابراین، خودروهای برقی می‌توانند جایگزین مناسبی برای این منابع متحرک آلاینده باشند. خودروهای برقی نیز دارای معایبی هستند که می‌توانند چالش‌های جدیدی را به وجود بیاورند. استفاده از شارژهای ادغام شده با خودروهای برقی که از منابع تجدیدپذیر در جهت شارژ باتری استفاده می‌کنند مورد استقبال قرار گرفته است. این شارژها مبدل‌های DC-DC چند درگاهی هستند که بتوانند از چندین منبع در جهت شارژ این باتری‌ها استفاده کنند. محققان متعددی در این موضوع فعالیت کرده‌اند تا بتوانند مبدل‌های چند درگاهی افزاینده در جهت استفاده در خودروهای برقی ارائه دهند که هر کدام دارای مزایا و معایب مختص به خود هستند. در این پایان‌نامه، خانواده‌ای از مبدل‌های چند درگاهی چند برگی افزاینده برای کاربرد خودروهای برقی ارائه شده است. در این مبدل‌ها، برای فراهم‌کردن کلیدزنی نرم از مدار گیره فعال استفاده شده است که به محققان اجازه داده است که فرکانس کلیدزنی مبدل را تا 500 کیلوهرتز بالا ببرند؛ این مورد باعث شده است حجم و ابعاد مبدل کاهش و در نتیجه چگالی توان مبدل افزایش یابد. در این پایان‌نامه، دو مورد از مبدل‌های ارائه شده مورد تحلیل دائم قرار گرفته‌اند و یک مورد از آن‌ها که دارای کلیدزنی نرم می‌باشد در ادامه مورد بررسی، تحلیل و ساخت قرار گرفته است. به‌منظور بررسی صحت عملکرد مبدل‌ مذکور و درستی تحلیل‌های ریاضی ارائه شده، پس از شبیه‌سازی، نمونة آزمایشگاهی مبدل نیز طراحی و ساخته شده است. این مبدل به‌گونه‌ای طراحی شده است که باوجود تغییرات ولتاژ DC ورودی در محدوده 80-60 ولت و تغییر توان خروجی در محدودة 100-1000 وات، ولتاژ خروجی مطلوب در 400 ولت تثبیت می‌شود. در این مبدل‌ از فرکانس کلیدزنی 500 کیلوهرتز استفاده شده است تا چگالی توان مبدل افزایش یابد. باتوجه‌به شبیه‌سازی‌های انجام شده و ساخت، این مبدل در تمام بازه‌های اعلامی دارای کلیدزنی نرم می‌باشد و بیش‌ترین بازه باوجود المان‌های واقعی در شبیه‌سازی برابر با 98% در توان 700 وات می‌باشد.