با توجه به آرایش مداری توپولوژی در حالت تخمین انرژی ، می توان مقدار dv/dt توليد شده ناشی از کلیدزنی گذرا در توپولوژی پیشنهادی را شبیه سازی و محاسبه کرد. مقدار dv/dt توليد شده ناشی از کلیدزنی گذرا در توپولوژی پیشنهادی، متناسب با مقدار جريان و ظرفيت خازن معادل است که مي توان با مقدار مختلفي از جريان خازن است، مقدارمتفاوتي از dv/dt توليد شده ناشي از کليدزني گذرا را در منبع توان پالسي پلاسما مبتنی بر توپولوژی پیشنهادی داشته باشیم که در شکل(4-10) نشان داده است. برای مثال اگر خازن (CL) 50 پیکو فاراد و جریان خازنی یک آمپر باشد، طبق معادله (3-19)، مقدارdv/dt توليد شده، 20 ولت بر نانو ثانیه است. بنابراین وقتی جریان خازنی افزایش یابد مقدار dv/dtتوليد شده نیز افزایش می یابد. جدول (4-2) مقادیر مختلف dv/dtتوليد شده ناشی از کلیدزنی گذرای توپولوژی پیشنهادی را نشان می دهد .
شکل(4-10) جريان خازنی در حالت کليدزني گذرای توپولوژي پيشنهادي

سایت ما حاوی پایان نامه های زیادی است – می توانید جستجو کنید :

جدول(4-2)مقادیر dv/dt توليد شده در حالت کليدزني گذرای توپولوژي پيشنهادي
رديف
مقدار جريان خازن(A)
مقدار dv/dt توليد شده(S/V)
1
20
0.17
2
40
0.28
3
60
0.45
4
80
0.6
5
100
0.8
5.4نتيجه گيري
با توجه به تلفات بيش از حد در منابع توان پالسی پلاسما، نياز به يک بررسي تحقيقاتي با محوريت ارتقاي توپولوژي مي باشد. طراحی بهینه یک توپولوژی مناسب جهت افزایش قابلیت اطمینان و راندمان منابع توان پالسی پلاسما که قابلیت اجرایی شدن را دارد از اهداف اصلی پایان نامه می باشد. در اين فصل، يك توپولوژی جدید مبتني بر مبدل باک – بوست مثبت با اتصال متوالی یک یا دو مجموعه کلید- دیود-خازن به صورت یک یا دو طبقه با استراتژی کنترلی منبع ولتاژ مطرح و در محيط نرم افزار MATLAB/SIMULINK شبيه سازي شده است که نتايج آن به صورت شکل موج های جریان و ولتاژ پالسی جهت دست یابی به یک سری نتایج مقایسه ای در مورد افزایش قابلیت اطمینان و راندمان منبع توان پالسی پلاسما مبتنی بر توپولوژی پیشنهادی، مفید می باشد. خلاصه نتایج مقایسه ای آن در جدول(4-3) آمده است.
جدول(4-3) خلاصه ای از مقایسه بین دو آرایش مختلف توپولوژی پیشنهادی منبع توان پالسی پلاسما
توپولوژی پيشنهادی در حالت يک طبقه
توپولوژی پيشنهادی در حالت 2 طبقه
محاسبات وحالات كليدزنی محدود و ساده است.
محاسبات وحالات كليدزنی پیچیده و گسترده است.
اثرات کلیدزنی گذرا ناچیز و قابل اغماض است.
اثرات کلیدزنی گذرا قابل محاسبه و نسبتا زیاداست.
سناریوی کنترلی ساده وغیر قابل ارتقا است .
سناریو کنترلی شامل دو قسمت (کلیدزنی همزمان و جداگانه) می باشد.
دامنه شکل موج های جریان و ولتاژ و ثابت زمانی در یک بازه زمانی معین، کم است.
دامنه شکل موج های جریان و ولتاژ و ثابت زمانی در یک بازه زمانی معین، زیاد است.
مقدار انرژی ذخیره شده المان های اصلی مدار، کم و قابل اغماض است و تلفات زیاد است.
مقدار انرژی ذخیره شده المان های اصلی مدار، زیاد و تلفات کم است.
ساختارتوپولوژی انعطاف پذیر نمی باشد – راندمان و قابلیت اطمینان آن کم است.
افزایش طبقات وامكان استفاده از خازن اضافی موجب افزایش راندمان و قابلیت اطمینان می شود
مقدار dv/dt توليد شده ولتاژ، کم است.
مقدار dv/dt توليد شده ولتاژ، زیاد است.
محاسبه و شبیه سازی مقدار انرژی ذخیره شده در المان های اصلی مدار با ارتقای ساختاری توپولوژی ( استفاده از یک خازن اضافی) و تخمین مقدار dv/dt توليد شده ناشی از کلیدزنی گذرا ( در محدوده گسترده جریان خازنی) نیز از مولفه های کلیدی توپولوژی پیشنهادی می باشد. بنابراين در فرآيند انرژي تحويلي بار توپولوژي پیشنهادی، هيچ انرژي تلف نخواهد شد. بر اساس اين موضوع، تلفات توان در حالت کليدزني و تلفات ناشي از هدايت جريان کاهش مي يابد که منجر به افزايش قابل توجه راندمان منابع توان پالسي پلاسما در شرايط تامين بار مي شود که اين نکته بسيار مهمي است.
فصل پنجم
بحث و نتيجه گيري
* نتيجه گيري
امروزه براي استفاده از فناوري منابع توان پالسي در کاربردهاي مختلف از جمله: پلاسما، نظامي و… نياز به سيستم هاي کمپکت است که منجر به افزايش تقاضا در زمينه طراحي ساختاری و المان هاي تشکيل دهنده اين سيستم ها مي شود. کليدهاي قدرت بالا يکي از اجزاي اصلي منابع توان پالسي مي باشند. هرچند قابليت اطمينان و راندمان کليدهاي کمپکت حالت جامد با توجه به کاربرد بالايي که دارند براي مصارف توان بالا کافي نيست. بنابراين انتخاب توپولوژي مناسب و بهينه براي منابع توان پالسي پلاسما با توجه به هزينه نگه داري کم و طراحي کمپکت آن جهت افزايش راندمان و قابليت اطمينان، علت نگارش پايان نامه در اين زمينه است. اين تحقيق یک توپولوژی جدید مبتنی بر مبدل DC-DC را به عنوان ایده نوین و عملی براي افزايش قابليت اطمينان و راندمان منابع توان پالسي پلاسما پيشنهاد مي دهد. 3 مولفه کلیدی و موثر توپولوژی پیشنهادی عبارتنداز:

مطالب مشابه در سایت

SABZFILE.COM

موجود است

الف) در زمينه طراحي بهينه ساختاري، يک توپولوژي جديد مبتني بر مبدل باک- بوست اصلاح شده (مثبت) در ورودي مدار منبع توان پالسي پلاسما پیشنهاد مي شود. با توجه به آرایش مداری توپولوژي پیشنهادی در منبع توان پالسي پلاسما، در محدوده اي مشخص، مجموعه ای از کليد- ديود- خازن به صورت متوالی (يک يا دو طبقه) اتصال دارندکه جهت توليد ولتاژ و dv/dt بالا به کار مي روند. هم چنين در سطوح بالاتر ولتاژی، آرايش مداری توپولوژی، قابلیت ارتقا و انعطاف پذیری را دارد.
ب) مولفه جديد ديگري که مي توان در منابع توان پالسي بيان کرد، استفاده از روش هاي کنترلي منبع ولتاژ توسط کليد هاي با ولتاژ کاري مناسب براي توليد ولتاژ بالا در خروجي است که به عنوان يک عامل موثر در افزايش قابليت اطمينان و راندمان منبع توان پالسي پلاسما مطرح شده است.
ج) روش تخمين انرژي ذخيره شده در المان هاي اصلي مدار يکي ديگر از مولفه های پيشنهادي اين تحقيق مي باشد.
از آنجايي که کاهش مقدارdv/dt، با کاهش مقدار جريان سلفي رابطه مستقيمي دارد. سطح فعلي اين مقدار مي تواند به طور قابل توجهي با افزايش جريان بهبود يابد. همان طور که پيش بيني شده، بخشي از انرژي تحويلي در طول فرآيند شارژ المان ها که شامل تلفات حالت هاي هدايت و کليدزني است، تلف مي شود. با بررسي عملکرد المان هاي فعال و غیرفعال (ذخیره کننده انرژی) منبع توان پالسي پلاسما، در مي يابيم که کليد هاي قدرت و ديودها در مقايسه با المان هاي سلفی و خازني که انرژي را در خود ذخيره مي کنند، با عبور جريان عادي مدار در فرآيند تبادل انرژي باعث تلفات قابل توجهي از انرژي در آنها مي شود. استفاده از المان هايي با کارايي بهتر و راندمان بالاتر نیز باعث افزايش راندمان و قابليت اطمينان منابع توان پالسي پلاسما مي شود.
با تحليل و بررسي نتايج شبيه سازي مولفه هاي موثر و کلیدی توپولوژی پيشنهادي در محيط نرم افزار MATLAB/SIMULINK، به مزايا و قابليت هاي مهمي که اين توپولوژي را در حوزه منابع توان پالسي پلاسما متمايز مي کند، دست يافته که به طور خلاصه به شرح ذيل مي باشد:
1. استفاده از مدارات ساده و کاربردي در منابع توان پالسي پلاسما در مقايسه با سيستم توان پالسي با کاربردهاي ديگر مشهود مي باشد.
2. امکان استفاده از اتصال طبقاتی ( با مجموعه اي از اتصال کليد – ديود- خازن) با استفاده از ادوات کليد زني با ولتاژ کاري مناسب در منابع توان پالسي پلاسما، توليد ولتاژ اشتراکي امکان پذير بوده و مقدار dv/dt در هر سطح ولتاژي افزايش مي يابد.
3. تبادل انرژی در منابع توان پالسی پلاسما، زمانی که در شارژ سلفی، از يک منبع جريان مناسب جهت عملکرد مکرر مدولاتور پالس استفاده شود یا در شارژ خازن ها، تغييری محسوس در ثابت زمانی خازن ها در سطح ولتاژ بالا صورت گیرد، افزایش می یابد.
4. امکان استفاده از روش هاي ساده و کنترلی پیشرفته تحريک و تامین بار منابع توان پالسي پلاسما که بتواند تحت شرايط ولتاژ بالا کار کند. (البته تحریک بار پلاسمایی توسط ولتاژ به صورت ضربه ای، طي دو مرحله انجام می گیرد.)
5. قابلیت کنترل جريان (در موقع بروز حالت هاي اتصال کوتاه در مدار) و توان در حالت اضافه باري ( یا کاهش تلفات توان با متوقف کردن روند تامين بار در هر مرحله) و جداسازي بار از قسمت ورودي مدار در هنگام توليد پالس در منابع توان پالسي پلاسما امکان پذیر می باشد.
6. در فرآیند کلیدزنی منابع توان پالسی پلاسما نقش اصلی قطع و وصل و… به عهده کلیدهای قدرت: SS,S1,S2,…,SN می باشد. با توجه به اين که اتصال ديودها بين خازن و کليدها مي باشد. بجز ديود اول، هيچ کدام از آنها در فرآيند شارژ و دشارژ المان اصلی مدار منبع توان پالسي دخالتي ندارند و فقط وظيفه ايجاد وقفه و شوک ولتاژی در مدار را به عهده دارند.
7. استفاده از کليد هاي حالت جامد با تکنولوژي مدرن و پیشرفته در منابع توان پالسي پلاسما، امکان پذير است.

دسته بندی : No category

دیدگاهتان را بنویسید