نوع مقاله: کوتاه

نویسندگان

1 استادیار دانشکده برق دانشگاه آزاد واحد الهیجان

2 دانشجوی دکتری دانشگاه علوم دریایی امام خمینی(ره)

3 کارشناس ارشد مهندسی برق دانشگاه علوم دریایی امام خمینی(ره)

چکیده

: امروزه از یک سو، تجهیزات الکتریکی در هر کشتی برای ارتباطات، سیستم‌های موقعیت‌یابی، راندن موتورها مورد نیازند و از سوی دیگر، امکان کنترل موتورهای الکتریکی با سرعت متغیر در یک محدوده کوچک با توان بالا، قابلیت اطمینان و قیمت تمام شده، راه حل های رقابتی، استفاده از رانش الکتریکی را ضروری ساخته است. یکی از بخش های تشکیل دهنده‏ی سیستم رانش الکتریکی کانورترها هستند که به منظور دستیابی به سطوح ولتاژ مختلف در نظر گرفته می‌شوند. از میان کانورترها SEPIC در شیفت ولتاژی خود پلاریته ولتاژ را عوض نمی‌کند و می‌تواند در بسیاری از کاربردهای صنعتی علاوه بر رانش الکتریکی مفید باشد. ازاین رو پژوهش حاضر برای دسترسی به سطوح ولتاژ مختلف کانورتر DC-DC از نوع SEPIC را پیشنهاد داد و با استفاده از عناصر نیمه هادی سوئیچ های مختلفی برای آن در نظر گرفته و عملکرد آن شبیه سازی شد. کانورتر پیشنهادی توان 2.5 کیلو وات دارد و شاخص فرکانس کاری آن200 KHz بود. سوئیچ مناسب برای این طرح سوئیچ ماسفت سریع است. مقادیر المان های مداری به گونه‌ای انتخاب شده تا تلفات سوئیچینگ کمتر شود. این کانورتر، کانورتری با بازده بالا و تلفات کم است . طرح پیشنهادی بر اساس طرح کنترلی PWM بوده و برای ورودی 380 ولت که می‌تواند به اینورتر سه فاز متصل گردد طراحی شده است. مقادیر با استفاده از نرم افزار pspice و طوری انتخاب شد که تلفات کمتری در مدار داشته باشیم. مدار پیشنهادی بازده بالایی در حدود 94% دارد.

کلیدواژه‌ها

موضوعات

عنوان مقاله [English]

Study and simulate of the SEPIC converter using semiconductor devices in electric propulsion systems

نویسندگان [English]

  • A.R. Tavakoli 1
  • reza moradpur 2
  • a tarrah 3
  • H Mohammadi 2

2 Navy university of nooshahr

3 Navy college of noshahr

چکیده [English]

چکیده: امروزه از یک سو، تجهیزات الکتریکی در هر کشتی برای ارتباطات، سیستم‌های موقعیت‌یابی، راندن موتورها مورد نیازند و از سوی دیگر، امکان کنترل موتورهای الکتریکی با سرعت متغیر در یک محدوده کوچک با توان بالا، قابلیت اطمینان و قیمت تمام شده، راه حل های رقابتی، استفاده از رانش الکتریکی را ضروری ساخته است. یکی از بخش های تشکیل دهنده‏ی سیستم رانش الکتریکی کانورترها هستند که به منظور دستیابی به سطوح ولتاژ مختلف در نظر گرفته می‌شوند. از میان کانورترها SEPIC در شیفت ولتاژی خود پلاریته ولتاژ را عوض نمی‌کند و می‌تواند در بسیاری از کاربردهای صنعتی علاوه بر رانش الکتریکی مفید باشد. ازاین رو پژوهش حاضر برای دسترسی به سطوح ولتاژ مختلف کانورتر DC-DC از نوع SEPIC را پیشنهاد داد و با استفاده از عناصر نیمه هادی سوئیچ های مختلفی برای آن در نظر گرفته و عملکرد آن شبیه سازی شد. کانورتر پیشنهادی توان 2.5 کیلو وات دارد و شاخص فرکانس کاری آن200 KHz بود. سوئیچ مناسب برای این طرح سوئیچ ماسفت سریع است. مقادیر المان های مداری به گونه‌ای انتخاب شده تا تلفات سوئیچینگ کمتر شود. این کانورتر، کانورتری با بازده بالا و تلفات کم است . طرح پیشنهادی بر اساس طرح کنترلی PWM بوده و برای ورودی 380 ولت که می‌تواند به اینورتر سه فاز متصل گردد طراحی شده است. مقادیر با استفاده از نرم افزار pspice و طوری انتخاب شد که تلفات کمتری در مدار داشته باشیم. مدار پیشنهادی بازده بالایی در حدود 94% دارد.

کلیدواژه‌ها [English]

  • Electric propulsion
  • SEPIC converter
  • semiconductors
  • increase efficiency
  • reduce switching losses

[1] Alf kare Adnanes  "Maritime Electrical Installations And Diesel Electric Propulsion", ABB Marine 2003-04-22.

[2] Mukund R. Patel   "Shipboard Propulsion, Power Electronics, and Ocean Energy", CRC Press, 2012.

[3] Muhammad H. Rashid "POWER ELECTRONICS HANDBOOK" ACADEMIC PRESS  2001.

[4] Ankita D. Patel "Analysis of bidirectional buck boost converter by using PWM control scheme" IJEDRCP1401022 January 2014.

[5] R.-Y. Duan, J.-D. Lee "High-efficiency bidirectional DC-DC converter with coupled inductor" IET Power Electron., 2012, Vol. 5, Iss. 1, pp. 115–123.

[6] Zhao, Q., Lee, F.C.: "High-efficiency, high step-up DCDC converters",IEEE Trans. Power Electron., 2003, Vol.18, (1), pp. 65–73.

[7] Lee, Y.S., Chiu, Y.Y.: "Zero current switching switched-capacitor bidirectional DCDC converter", IEE Proc. Electr. Power Appl., 2005, 152, Vol. (6), pp. 1525–1530.

[8] Wai, R.J., Duan, R.Y.: "High-efficiency DC/DC converter with highvoltage gain", IEE Proc. Electr. Power Appl., 2005, 152, (4), pp. 793–802.

[9] Wai, R.J., Duan, R.Y.: "High step-up converter with coupled-inductor", IEEE Trans. Power Electron., 2005, 20, (5), pp. 1025–1035.

[10] Timothy Florencki ,Yehui Han "High Frequency Resonant BidirectionalSEPIC Converter Suitable for Battery Equalization and Charger Applications" 2014 IEEE

[11]  Issa Batarseh ,Ahmad Harb," Power Electronics Circuit Analysis and Design",springer, Orlando - Florida - United States ,2018

[12] Reza Moradpour, Hossein Ardi and Abdolreza Tavakoli,"Design and Implementation of a New SEPIC-Based High Step-Up DC/DC Converter for Renewable Energy Applications",  IEEE TRANSACTIONS ON INDUSTRIAL ELECTRONICS , 2017

[13] H. Ardi, A. Ajami, F. Kardan and S. Nikpour, “Analysis and Implementation of a Non-Isolated Bidirectional DC-DC Converter with High Voltage Gain,” IEEE Trans. Ind. Electron., vol. 63, no. 8, pp. 4878–4888, Aug. 2016.

[14] H. Ardi, R. Reza Ahrabi, S. Najafi Ravandanagh, “Non-isolated bidirectional DC-DC converter analysis and implementation,” IET Power Electron., vol. 5, no. 12, pp.3033-3044, Dec. 2014.

[15] S. M. Chen, T. J. Liang, L. S. Yang, and J. F. Chen, “A Boost Converter with Capacitor Multiplier and Coupled Inductor for AC Module Applications,” IEEE Trans. Ind. Electron., vol. 60, no. 4, pp.1503-1511, Apr. 2013.