وبلاگ

در فصل اول پایان نامه، تمامی مطا لب مورد نیاز برای فهم تقویت كننده های عملیاتی ولتاژ و توان پایین ارائه میشود. اگر چه این مطالب اساساً برای اشخاص مبتدی حائز اهمیت است، اما بخشی از این فصل برای افرادی كه مطالعه قبلی پیرامون فصل اولیه دارند نیز جالب و خواندنی است.
در فصل دوم پایان نامه، مط البی پیرامون طبقه ورودی تقویت كننده عملیاتی بیان می گردد. در این راستا، مفاهیمی كه ارتباط مستقیم با طبقه ورودی دارد، مطرح می شود . طبقات ورودی مكمل Rail-to-Rail ساختارهای ورودی در محیط ولتاژ پایین، مزایا و معایب هر كدام از این روشها در این فصل معرفی میگردد.
در فصل سوم پایان نامه، دلایل نیاز به هدایت انتقالی ثابت معرفی می گردد . در این فصل، روش های كاهش تغییرات هدایت انتقالی به تفصیل مورد بررسی قرار گرفته است.

در فصل چهارم پایان نامه ، دو روش افزایش بهره تقویت كننده عملیاتی بررسی می شود. در این فصل، هم چنین ی بر ساختارهای كسكد

 در طراحی ولتاژ پایین صورت گرفته است.

در فصل پنجم پایان نامه ، طبقه خروجی سورس مشترك، كلاس AB ،AB پیش خور و پس خور، روشهای جبران فركانسی بررسی می گردد، كه روش جبران سازی میلر كسكد بیان شده در این فصل گزینه مناسبی برای داشتن پهنای باند مناسب در طراحی های ولتاژ و توان پایین می باشد.
پس از بیان كلیه مطالب و مفاهیم مورد نیاز و مشكلات طراحی یك تقویت كننده عملیاتی با ولتاژ و توان پایین و هدایت انتقالی ثابت و با محدوده ورودی و خروجی Rail-to-Rail در فصل های اول تا پنجم، تقویت كننده عملیاتی پیشنهاد شده در این پایان نامه در فصل ششم مطرح شده است. در این فصل طبقه ورودی و خروجی و جبران سازی فركانسی طراحی معرفی شده به تفكیك مورد بررسی قرار گرفته است. اندازه و مقدار اجزاء مورد استفاده در طراحی و نتایج شبیه سازی ارائه شده است . هم چنین در این فصل مق ایسه ای بین نتایج طراحی تقویت كننده عملیاتی پیشنهاد شده و مرجع [ 26 ] صورت گرفته است.
در فصل هفتم پایان نامه ، نتیجه گیری و پیشنهادات لازم برای افراد علاقه مند به پیگیری موضوع این پایان نامه بیان شده است.
این پایان نامه دارای یك پیوست میباشد كه شامل پارامترهای مدل Hspice است.

:
طی سال های اخیر تحقیقات وسیعی در خصوص روش های بهینه سازی جهت حل مسایل دینامیکی در عرصه های مهندسی و تجاری صورت گرفته است و روش های بهینه سازی متعددی مورد بررسی قرار گرفته اند. دسته ای از این روش ها که به روش های تکاملی موسومند به جهت ویژگی های مناسب خود مورد توجه واقع شده اند. یکی از روش های بهینه سازی هوشمند که در طبقه بندی روش های تکاملی قرار می گیرد و مانند الگوریتم ژنتیک از روش های مبتنی بر جمعیت می باشد الگوریتم بهینه سازی اجتماع پرندگان نام دارد و به اختصار PSO نامیده می شود. این روش بهینه سازی با الهام از رفتار پرندگان و چگونگی عملکردشان در یافتن لانه شان، طراحی شده و به خوبی توانایی بهینه سازی مسایل شناخته شده مهندسی را دارد. در این فصل ابتدا اساس و پایه این الگوریتم شرح داده شده و سپس نحوه پیاده سازی آن در دو حالت گسسته و پیوسته بیان می گردد.
فصل اول:

بررسی روش بهینه سازی براساس الگوریتم اجتماع پرندگان
1-1- تاریخچه
PSO به وسیله یک روانشناس (kennedy) و یک مهندس برق (Eberhart) در سال 1995 به وجود آمده است و از الگوریتم هایی که رفتار  گروهی دیده شده در انواع پرندگان را مدل می کردند ناشی شده است. Kennedy و Eberhart در مدل هایی که به وسیله یک زیست شناس به نام Heppner توسعه پیدا می کرد علاقه مند شدند. Heppner پرندگان را در رفتارهای گروهی وقتی که به سمت لانه کشیده می شدند مطالعه می کرد.
در شبیه سازی ها، پرندگان بدون هیچ مقصد خاصی پرواز می کردند و گروه هایی از آنها خود به خود شکل می گرفت تا زمانی که یکی از این پرندگان بر روی لانه ظاهر می شد. یک پرنده به خاطر فرود بر روی لانه از گروه دور می شد که در نتیجه آن دیگر پرندگان به سمت لانه حرکت می کردند. زمانی که این پرندگان لانه را کشف می کردند در آنجا فرود می آمدند و پرندگان بیشتری به سمت لانه تا زمانی که کل گروه در آنجا فرود بیاید کشیده می شدند. پیدا کردن یک لانه نظیر پیدا کردن یک جواب در یک زمینه از جواب های ممکن در یک فضای مساله است.

:
ایده اصلی موتورهای القایی در سال 1880 توسط نیکولاتسلا پی ریزی شد. ولی موتور القایی به شکل مدرن امروزی خود ساخته نشد و پس از سالها مطالعه و پیشرفت هایی که حاصل شد، در سال 1896 ساخته و به صورت تجاری در دسترس قرار گرفت. موتورهای القایی به خاطر مزایایی مثل وزن کم، ارزان بودن نسبی و تعمیر و نگهداری آسان توانستند جایگاه خود را در صنعت روز به روز افزایش دهند. تا اوایل دهه 1970 در کاربردهایی که عملکرد حالت گذرا چندان مهم نبود، موتورهای القایی جای موتورهای DC را گرفتند. اما در کاربردهایی که به پاسخ سریع نیاز بود (مثل سرو سیستم ها و کاربردهای رباتیک) به خاطر نبود روش هایی جهت کنترل دقیق موتورهای القایی، موتورهای DC جایگاه خود را حفظ کردند. در طول این سال ها کنترل موتورهای القایی با استفاده از روشهای اسکالر انجام می شد و این روش ها با وجود پیشرفت های زیادی که کردند، از دقت لازم برخوردار نبودند. در دهه 1970 نظریه کنترل برداری میدان گرا مطرح شد که امکان کنترل دقیق موتور القایی را فراهم می کرد.
همزمان با پیشرفت سیستم های کنترل موتورهای القایی از 25 سال اخیر، توسعه تکنیک های سریع پیشرفته در نیمه هادی های قدرت و تکنولوژی میکرو پروسسورها باعث توسعه و پیشرفت مبدل های قدرت شده است. مبدل لینک DC  پرکاربردترین سیستم درایو سرعت

 متغیر موجود در بازار است که دارای معایبی مثل وزن و حجم بالا، نیاز به عناصر ذخیره کننده انرژی و نیاز به یک خازن الکترولیتی بزرگ در باس DC، می باشند. در سال های اخیر نوع جدیدی از مبدل های لینک مستقیم به نام مبدل های ماتریسی به دلیل مزایایی مثل عملکرد 4 ناحیه ای گشتاور – سرعت، شکل موج های خروجی و ورودی سینوسی، قابلیت کنترل ضریب توان ورودی و کمترین نیاز به اجزای ذخیره کننده انرژی، مورد توجه قرار گرفته اند. در این پایان نامه به بررسی کنترل میدان گرای موتور القایی با این مبدل های جدید می پردازیم.

:

در دهه های اخیر با کشف مواد مغناطیس دائم جدید ماشین های مغناطیس دائم در محرکه های با سرعت متغیر اهمیت ویژه ای پیدا کرده اند. این ماشین ها به علت راندمان بالا و قابلیت کار در سرعت های کم و زیاد کاربردهای ویژه ای در صنایع پیدا کرده اند و به هیمن سبب بحث کنترل آنها بسیار مورد توجه قرار گرفته است. موتورهای مغناطیس دائم شار محوری نیز از جمله موتورهایی می باشد که به علت خواص ویژه مورد توجه بسیار قرار گرفته اند که می توان به ساختار با قطر زیاد و طول کم آن اشاره نمود که آنها را برای کار در خودروهای الکتریکی بسیار ایده آل می سازد. همچنین به علت قطر زیاد می توان آنها را در تعداد قطب های زیاد ساخت که دستیابی به سرعت های کم را امکان پذیر می سازد و در کاربردهای بدون جعبه دنده می تواند بسیار مفید واقع گردند. این ماشین ها برای کار در حالت ماندگار و سرعت های متغیر نیازمند حسگرهای تشخیص دهنده سرعت و موقعیت روتور برای تولید فرمان آتش کلیدهای منبع تعذیه فرکانس متغیر می باشند. حسگرها ابزارهای حساس و گرانقیمتی هستند و علاقه مندی زیادی به حذف آنها وجود دارد. در این پروژه پیاده سازی

 دو روش با استفاده از مشاهده گر، انجام گرفته و از روی شبیه سازی های انجام گرفته نتایج به دست آمده مورد تحلیل و بررسی قرار خواهد گرفت. روند انجام پروژه به این صورت می باشد که در فصل اول روش های مختلف کنترل بدون حسگر به طور خلاصه بررسی شده و در فصل دوم نحوه مدلسازی یک ماشین سنکرون مغناطیس دائم شار محوری به طور مفصل بیان شده و روابط مربوطه به دست آمده است و این مدل در نرم افزار MATLAB/Simulink شبیه سازی شده و با اعمال یک ولتاژ سه فاز به استاتور آن و ثبت ورودی ها و خروجی های موتور صحت مدل به دست آمده مورد ارزیابی قرار گرفته است. در فصل سوم با استفاده از مدل موتور به دست آمده در فصل دوم بحث مفصلی در مورد کنترل کننده سرعت و جریان انجام شده و یک کنترل کننده مناسب انتخاب و پیاده سازی شده است و به این ترتیب سیستم محرکه به موتور اضافه شده و محرکه با استفاده از حسگرهای سرعت و موقعیت (یعنی همان سرعت و موقعیت اندازه گیری شده از مدل موتور) راه اندازی شده و کارایی آن مورد ارزیابی قرار گرفته است. و در فصل چهارم با حذف اندازه گیری های سرعت و موقعیت و استفاده از الگوریتم فیلتر کالمن و اندازه گیری از جریانها و ولتاژهای ماشین سرعت و موقعیت لحظه ای موتور تخمین زده شده و به طور موفقیت آمیزی در کنترل کننده مورد استفاده قرار گرفته است. نتیجه گیری های انجام گرفته از روی نتایج به دست آمده از شبیه سازی ها در انتهای فصل چهارم و فصل پنجم آورده شده است.

حفاظت از سیستم قدرت و تجهیزات بزرگ و كوچك آن یكی از مهمترین وظایفی است كه باید به بهترین صورت انجام پذیرد تا ثبات و پایداری و فعالیت دائم سیستم تخمین شود این مساله به ویژه در سیستم توزیع انرژی الكتریكی كه پیچیده ترین بخش در یك سیستم قدرت به شمار می آید از اهمیت ویژه ای برخوردار است. چرا كه از یك سو بیشترین اشتباهات و خطاها در سیستم توزیع رخ می دهد. و از سوی دیگر ارتباط نزدیك آن با مصرف كنندگان انرژی الكتریكی ضرورت عملكرد صحیح و مداوم آن را بیشتر می كند. عملكرد درست سیستم توزیع نه تنها به دقت طراحی آن بستگی دارد بلكه به تنظیم درست تجهیزات حفاظتی نیز بسیار وابسته است زیر این تنظیم درست و به هنگام باعث می شود كه خطاها پدید آمده در سیستم توزیع به سرعت و با دقت برطرف شده و كیفیت و قابلیت اطمینان برق سانی بهبود می یابد.
1- هدف

به علت ساختار شبكههای توزیع، گستردگی در معرض عواملمحیطی بودن آنها بسیاری از خاموشیهای اعمال شده به مشتركین ناشی از حوادث این شبكه ها می باشد روش عیب یابی فعلی در شبكه های توزیع به علت عدم وجود تجهیزات حفاظتی و مانیتورینگ مناسب و نیز نبودن امكان كنترل از راه دور زمانبر بوده و به صورت سعی و خطا می باشد. این مسئله باعث برخی آسیب های احتمالی و جبران ناپذید بر تجهیزات شبكه یا مشتركین نیز می گردد و از طرفی گسترش روزافزون شبكه های توزیع موجب شده تا دیگر امكان استفاده از روش های سنتی نگهداری ، بهره برداری و حفاظت شبكه مسیر نباشد.

به همین دلیل سیستمی كه بتواند شركت های توزیع را به نظارت از راه دور و هماهنگ نمودن اعمال فرمان روی تجهیزات به صورت آنی و از فاصله دور قار نماید امر بدیهی و اجتناب ناپذیری باشد. كه در واقع هدف نهایی بحث ارایه برق به مشتركین با قابلیت اطمینان بالا و كیفیت توان مناسب می باشد. كه در این پایان نامه با توجه به موارد مذكور به بررسی جامع جایابی بهینه تجهیزات حفاظتی نسل جدید پرداخته ایم.
2- پیشینه
برای موضوع جایابی تجهیزات حفاظتی درشبكه های توزیع روشهای متعددی مطرح وارایه شده است كه می توان به دو دسته، جایابی بهینه كلیدهای جدا كننده ( سكسیونرها) و جایابی تجهیزات حفاظتی تقسیم كرد. آقای Billinton در سال 1996 روش باز پخت فلزات (آبكاری فولاد) را برای تعیین مكان سكسیونرها بیان كرد [ 5]. به دنبال آن در سال 1997 روشی مبتنی بر تعویض شاخه برای مكان یابی سكسیونرها ونقاط مانور مطرح گردید. و همچنین در مراجع  در سالهای 1998 و 1999 از طریق جستجوی مستقیم و یكایك شماری، تعداد و مكان سكسیونرهای شبكه توزیع مشخص شده است. تا اینكه در سال 2002 نیز روشی مبنی بر جابجایی سكسیونرهای موجود در شبكه به منظور دستیابی به قابلیت اطمینان بهتر ارائه شده است.
اما در رابطه با جایابی تجهیزات حفاظتی، Soudi و Tomsovic در سال 1998 روشی برای جایابی تجهیزات حفاظتی با استفاده از برنامه نویسی باینری مطرح كرد. و در سال 2002 موضوع جایابی
تجهیزات حفاظتی با ارایه یك روش ابتكاری با هدف بهبود قابلیت اطمینان بیان شده است. با توجه به اهمیت موضوع روشها مختلفی در رابطه با جایابی با استفاده از تكنیك های نوین و ریاضیات پیشرفته مطرح گردیده است كه از جمله آنها در سال 2004 روشی مبنی بر برنامه ریزی غیر خطی و الگوریتم ژنتیك جهت تخصیص بهینه تجهیزات حفاظتی مطرح و ارایه شده است.
در كشور ما از سال 2002 موضوع جایابی تجهیزات مورد توجه قرار گرفت و مطرح شد بطوریكه در مراجع با عنوان مكان یابی بهینه كلیدها و سكسیونرهای سیستم توزیع انرژی الكتریكی با استفاده از الگوریتم ژنتیك تعریف و ارایه شده است. و نیز در مرجع در سال 2003 یك روش ابتكاری برای جایگذاری كلیدها با استفاده از برنامه ریزی غیر خطی و متغیر دودویی ارایه شده است.