امولاتور ديناميكي بارهاي الكتريكي

كارشناسي ارشد

در آزمايش‌هاي تجربي معمولا محدوديت‌هاي زيادي مانند هزينه، احتمال خرابي، آسيب به وسايل گران‌قيمت، عدم اجازه بهره‌برداران براي تست بر‌روي شبكه و تفاوت مشخصه دو وسيله همسان با يكديگر وجود دارد. لذا وجود ابزاري كه قادر به تقليد مشخصه وسايل الكتريكي درست همانند نوع واقعي آن وسيله باشد، بسيار سود‌بخش و مثمر ثمر است. در اين پايان‌نامه به معرفي و پياده‌سازي يك امولاتور بار قابل برنامه‌ريزي ديناميكي كه قابليت تقليد مشخصه جريان-زمان تعداد زيادي از بار‌ها نظير بار‌هاي وسايل خانگي، بار‌هاي پالسي، خودرو‌هاي الكتريكي و غيره را دارا مي‌باشد، پرداخته مي‌شود. ابتدا به مطالعه نظري و يافتن مدل رياضي از انواع بار‌هاي قابل پياده‌سازي توسط امولاتور الكتريكي پرداخته شده‌است و سپس شكل اين بار‌ها در نرم‌افزار LabVIEW كه يك نرم‌افزار بلادرنگ بوده و قادر به ايجاد تغييرات آني در شكل‌موج بار‌ها است، رسم گرديده و به ميكرو‌كنترلر ARDUINO اعمال مي‌شود. در نرم‌افزار LabVIEW يك محيط رابط كابري بسيار خوب و كاربر پسند طراحي شده‌است كه با انتخاب نوع بار، شكل‌موج جريان آن به كنترل‌كننده اعمال مي‌شود. در اين نرم‌افزار انواع بار‌هاي خانگي، بار‌هاي پالسي، مصرف بار روزانه شبكه، وسايل نقليه الكتريكي و غيره طراحي شده‌است و با انتخاب يا تغيير هر‌كدام از شكل بار‌ها، اين نرم‌افزار قادر به تغييرات آني و بلادرنگ در شكل موج‌ها و تغيير مشخصه يا دامنه آن‌ها در هر زمان مي‌باشد. سپس طراحي و ساخت امولاتور بار بر پايه مبدل كاهنده انجام شده‌است. يك مبدل كاهنده بهينه براي پياده‌سازي امولاتور با لحاظ كردن تمام غير‌ايده‌آلي‌ها در نظر گرفته شده‌است و اين مبدل در محيط نرم‌افزار MATLAB شبيه‌سازي شده‌است. بعد از آن با بررسي صحت عملكرد مبدل و تصحيح پارامتر‌ها اين امولاتور طراحي و پياده‌سازي شده و سپس نتايج عملي دريافت شده‌است. اين امولاتور براي استفاده در آزمايشگاه‌ها به جهت تست به عنوان جايگزين وسايل واقعي در آزمايش‌هاي مختلف مثل آزمايش شبكه برق منطقه‌اي و يا آزمايش بر‌روي شارژ وسايل نقليه الكتريكي، مناسب است و كمك بسيار شاياني در مقرون به صرفگي آزمايش‌ها و امنيت شبكه مي‌كند. الگوريتم امولاتور براي پيگيري شرايط عملياتي مورد نظر با استفاده از محيط MATLAB و PSCAD با اندازه گام ثابت شبيه‌سازي شده و در گزارش آورده شده‌است. نتايج شبيه‌سازي نشان مي‌دهد كه الگوريتم عملكرد پويا و حالت ثابت بهبود يافته‌است. نتايج شبيه‌سازي و آزمايش‌هاي عملي نشان مي‌دهد كه اين امولاتور قادر به شبيه‌سازي انواع بار‌هاي داده شده توسط نرم افزار LabVIEW با دقت بسيار بالا بوده و يك نمونه امولاتور بار‌هاي جريان مستقيم با تقريب قابل قبول است. واژه¬هاي كليدي: امولاتور بار، بار‌هاي وسايل خانگي، وسايل نقليه الكتريكي، مبدل كاهنده، ميكرو‌كنترلر ARDUINO

195669

دانشگاه علم و صنعت ايران

مهندسي برق گرايش الكترونيك قدرت

دكتر ابوالفضل واحدي