چكيده فارسي :
در سال‌هاي اخير آلودگي‌هاي محيط زيست ناشي از استفاده سوخت‌هاي فسيلي افزايش داشته است. در ميان مصرف‌كنندگان سوخت‌هاي فسيلي وسايل نقليه برجسته هستند به همين دليل محققين به دنبال جايگزيني براي وسايل نقليه سوخت فسيلي هستند. بهترين گزينه‌هاي موجود وسايل نقليه الكتريكي و هيبريدي مي‌باشند. وسايل نقليه الكتريكي چون تنها از انرژي الكتريكي استفاده مي‌كنند بنابراين باتري و موتور الكتريكي آنها بايد براي حداكثر توان طراحي شود و نياز به ايستگاه‌هاي شارژ دارند به همين خاطر نياز به تكنولوژي بالايي براي طراحي آنها و همچنين نياز به زيرساخت براي ايجاد ايستگاه‌هاي شارژ است. اما وسايل نقليه هيبريدي چون از انرژي الكتريكي و سوخت فسيلي به صورت مكمل استفاده مي‌كنند در نتيجه باتري و موتور الكتريكي آنها لازم نيست براي حداكثر توان طراحي شود و نياز به ايستگا‌هاي شارژ ندارند. بنابراين وسايل نقليه هيبريدي در مناطق كمتر توسعه مناسب‌تر هستند. در وسايل نقليه هيبريدي و الكتريكي موتور الكتريكي سنكرون مغناطيس دائم به خاطر چگالي توان بالا معمولاً استفاده مي‌شود اما محققين به خاطر هزينه‌هاي بالاي مغناطيس دائم در توليد انبوه به دنبال جايگزيني براي موتور سنكرون مغناطيس دائم هستند. ماشين سوئيچ رلكتانس (SRM) به خاطر مزيت‌هايي از قبيل پايداري در برابر خطا، ساختار محكم و ساده، هزينه پايين و پايداري در محيط‌‌هاي سخت گزينه مناسبي مي‌باشد. SRM نياز به تأمين مدهاي تحريك و مغناطيس‌زدايي دارد به همين خاطر به مبدل نياز است در ميان مبدل‌هاي SRM مبدل پل نامتقارن به خاطر ساختار ساده، هزينه پايين، حفظ استقلال فازها و برآورده كردن مدهاي تحريك و مغناطيس‌زدايي گزينه مناسبي بشمار مي‌رود اما چون نمي‌تواند سطوح متنوع ولتاژ ايجاد كند عملكرد SRM را كاهش مي‌دهد. مبدل‌هاي آبشاري قابليت ايجاد سطوح ولتاژ متنوع دارند بنابراين اگر به صورت مبدل جلويي استفاده شوند مي‌توانند عيب مبدل پل نامتقارن را مرتفع سازند. از طرفي چون ساختار مبدل‌هاي آبشاري ماژولار است پس تلرانس خطاي توپولوژي را افزايش مي‌دهند كه يك مزيت بزرگي براي وسايل نقليه هيبريدي و الكتريكي است. مبدل آبشاري با داشتن ساختار ماژولار و تعداد پك‌هاي باتري مختلف مي‌تواند مسيرهاي شارژ و دشارژ همزمان را ايجاد كند بنابراين زماني كه تعدادي پك باتري در حال دشارژ هستند پك‌هاي ديگر در صورت لزوم مي‌توانند شارژ شوند بدين ترتيب رنج استفاده از انرژي الكتريكي افزايش مي‌يابد. بنابراين سعي گرديد مبدل آبشاري پيشنهاد گردد كه مزاياي ذكر شده را داشته باشد. يكي از معايب مبدل آبشاري وجود ديودهاي بسيار در مسير توان است بنابراين در مبدل پيشنهادي سعي شد تا با كاهش ديودها در مسير توان در مدهاي متنوعي كه مبدل پيشنهادي به ارمغان مي‌آورد تلفات هدايتي كاهش يابد. افزايش سوئيچ‌ها در مبدل آبشاري موجب افزايش هزينه مبدل مي‌شود بنابراين مبدل پيشنهادي با ساختار منحصر به فردي كه دارد نياز به منابع تغذيه گيت درايو را كاهش داده به صورتي كه با اضافه شدن هر ماژول يك منبع تغذيه جهت گيت درايو نياز مي‌شود در حالي كه هر ماژول شامل سه سوئيچ است بدين ترتيب هزينه مبدل كاهش مي‌يابد. همچنين براي افزايش كاربري امكان شارژ توسط شبكه نيز مهيا گرديد. در انتها نتايج شبيه‌سازي عملكرد مبدل پيشنهادي را تأييد مي‌كند و همچنين جهت بررسي دقيق‌تر و مقايسه با نتايج شبيه‌سازي مبدل پيشنهادي توسط نرم‌افزار
Designer Altium
طراحي و ساخته شده و توسط ستاپ آزمايشگاهي و
F28335 dsp
مورد آزمايش قرار گرفته و نتايج ارائه گرديده است كه اين نتايج ادعاهاي وارد شده را تأييد مي‌كنند.
چكيده انگليسي :
In recent years environmental pollution has been increased because using fossil fuels. Among consumers of fossil fuel, vehicles are noteworthy regarding their pollution, therefore researchers are looking for a suitable alternative. The best options are electric and hybrid vehicles. Because Electric vehicles use only electric energy, battery and electric motor must be designed for maximum power density, and also they need to charging stations. Therefore, electric vehicles need advanced technology and infrastructure for charging stations. Hence, hybrid vehicles use electric energy and fossil fuels as complementary power sources, they do not need charging stations and it is not necessary that their battery and electric motor be designed for maximum power density. Thus, they are suitable for least developed areas. In electric and hybrid vehicles, permanent magnet synchronous machines are usually used because of their high power density, however because of high price of permanent magnet, they aren't appropriate for mass production, since researchers are looking for a suitable alternative. Switched reluctance machine (SRM) has advantages such as: high fault tolerance, simple and firm structure, low prices and compatibility with harsh environmental situations. So, it is a suitable alternative. SRM needs magnetization and demagnetization modes, thus it needs a converter. Asymmetric half bridge (AHB) converter is the best option among SRM converters, because of its low price, simple structure and providing magnetization and demagnetization modes by maintaining the independence of the phases. Because of its disability to provide multi levels voltage, it decreases the performance of SRM. Cascade converters can provide multi levels voltage, so if it is used as the front-end converter they can solve the problem of AHB converters. On the other hand, because of their modular structure, they increase fault tolerance which is a significant advantage for electric and hybrid vehicles. Cascade converters, because of their modular structure and containing numbers of battery packs, are able to make charge and discharge paths simultaneously, hence, while some battery packs are discharging, other battery packs can be charged in the case of necessity. Consequently, range of using electric energy increases. Therefore, cascade converters proposed which include mentioned advantages. One of the disadvantages of the cascade converter is having diodes in the power path, therefore in the proposed converter, attempted to reduce conductor loss by reducing diodes of power path. High Numbers of switches increase price in cascade converters, hence proposed converter with its unique structure reduced required quantity of gate drive power supplies of switches, in order of requiring only one power supply by adding one module, whilst each module contain three switches. Also, this possibility is provided to increase the application of proposed converter by connecting it to the grid. At last, simulation results confirm proposed converter performance and also to do a more detailed examination and to compare with the simulation results, proposed converter is designed by Altium Designer Software and then constructed and tested by setup and dsp F28335 and experimental results have been presented, which confirm the aforesaid claims.
