مهندسی برق و مهندسی کامپیوتر ایران، الف- مهندسی برق
سال:1395 | دوره:14 | شماره:2 |تعداد مقالات:10

این مقاله یک مدار اصلاح شده برای بهبود خطی سازی تقویت کننده های توان بالا بر اساس مدل مدار تقویت کننده فیدفوروارد ارائه می دهد. به کمک مدل ریاضی المان های مورد استفاده، مدار اصلاح شده شبیه سازی، ساخته و اندازه گیری شده است. مدل تقویت کننده توان بالا، به وسیله تقریب دامنه تابع تبدیل و فاز بهره تقویت کننده (که به دامنه ورودی وابسته است) با استفاده از سری تیلور مختلط که فرم ساده شده سری ولترا است، انجام گرفت. در اثبات کارکرد عملی طرح، متوجه شده ایم که تنظیمات مدار به شرایط هدایت تقویت کننده ها بستگی دارد و خطی شدن سیگنال ها فقط برای یک محدوده باریکی از توان ورودی (یا دامنه ورودی) قابل دسترسی است. قسمت اعظم شبیه سازی کل مدار به وسیله مدل ناشی از مشخصه های تابع تبدیل دو تقویت کننده توان بالا تعیین شده است. مدار جدید در مقایسه با تقویت کننده فیدفوروارد متداول، ضمن افزایش قابل ملاحظه بازدهی، توان سیگنال های مزاحم نوع 3IMD را نیز در دامنه های ورودی بزرگ (سیگنال های بزرگ) کمینه می کند.

به منظور بهبود کیفیت توان، تشخیص و شناسایی عوامل دخیل در کاهش کیفیت توان از اولویت برخوردار هستند. از جمله عوامل اصلی در ایجاد فلیکر و هارمونیک در سیستم های متصل به توربین های بادی، اغتشاشات آیرودینامیکی باد و خطاهای مکانیکی توربین های بادی می باشد. در این مقاله معادلات ریاضی اغتشاشات باد شامل سایه دکل و انحراف باد و همچنین معادلات مکانیکی مربوط به شکسته شدن چرخ دنده های گیربکس به طور دقیق بررسی و با استفاده از نرم افزار Matlab شبیه سازی شده است. در ادامه تاثیر این اغتشاشات بر روی پارامترهای خروجی شبکه نمونه مشاهده شده است. در پایان نشان داده می شود که با استفاده از تابع موجک مناسب، می توان این اغتشاشات را شناسایی و دسته بندی کرد.

نیروهای الکترومکانیکی گذرا، تنش های مکانیکی شدیدی بر روی سیم پیچی ها و عایق های ترانسفورماتور در دو جهت شعاعی و محوری القا می کنند. در این مقاله، تاثیر این نیروها در لحظه جریان هجومی بر روی یک ترانسفورماتور سه فاز فشارمتوسط ضمن پیاده سازی ساختار جدیدی از سیم پیچی به روش ثانویه- اولیه- ثانویه (SPS) بررسی می شود. به منظور تحلیل نیروهای الکترومکانیکی، مدل سه بعدی ترانسفورماتور سه فاز توسط نرم افزار Ansoft Maxwell V15.0 شبیه سازی و مورد مطالعه قرار می گیرد. پتانسیل برداری مغناطیسی، چگالی شار مغناطیسی و نیروهای الکترومکانیکی، توسط یک روش آنالیز اجزای محدود الکترومکانیکی سه بعدی برای حالت های مختلف سیم پیچی متداول و SPS به دست می آید. از مقایسه و تحلیل نتایج، یک ساختار بهینه برای سیم پیچی ترانسفورماتور سه فاز در راستای کمینه سازی نیروهای الکترومکانیکی در لحظه جریان هجومی پیشنهاد شده است.

شبکه هوشمند حاصل فعال شدن مصرف کنندگان در سیستم قدرت و ایفای نقش آنها در زمینه برنامه ریزی و بهره برداری سیستم قدرت است. زیرساخت های ارتباطی، کنترلی و اندازه گیری به عنوان پل ارتباطی هوشمند، ارتباط دوسویه ای را بین مصرف کنندگان و شبکه قدرت برقرار نموده و زمینه را برای اجرای موثر برنامه های پاسخ گویی بار همانند کنترل مستقیم بار فراهم می کنند. در این مقاله پخش بار بهینه به عنوان یک مبحث مطالعاتی مهم در سیستم های قدرت مبتنی بر کنترل مستقیم بار و یک شاخص پایداری ولتاژ جدید ارائه شده است. سادگی انجام محاسبات، وابستگی به ولتاژ، عدم وابستگی مستقیم به بار و همبندی شبکه و نیز عدم نیاز به کاهش شبکه به فرم دو شین معادل، شاخص پایداری ولتاژ پیشنهادی را برای محاسبات بی درنگ با وجود تغییر الگوی بار مناسب ساخته است. در روش ارائه شده، قطع بهینه بار در تعدادی از بارهای انتخابی شبکه با هدف بهبود شاخص پایداری ولتاژ ضعیف ترین شین سیستم مورد بررسی قرار گرفته است. روش پیشنهادی روی یک شبکه توزیع شعاعی 69شینه به عنوان یک شبکه هوشمند جهت تشخیص موثربودن آن اعمال شده است.

در این مقاله یک روش تحلیلی برای موتورهای آهن ربای سطحی شیاردار ارائه شده و از این مدل برای بررسی و بهینه سازی روش های کاهش گشتاور دندانه مبتنی بر تغییرات در هندسه استاتور استفاده شده است. مدل ارائه شده توانایی در نظر گرفتن اثر شیارهای استاتور در اعوجاج مولفه های چگالی شار فاصله هوایی را دارد. روش های ایجاد شیار مجازی، زوج کردن دندانه ها و مورب کردن شیار استاتور به منظور بهینه سازی هندسه استاتور مورد مطالعه و بررسی قرار گرفته اند. برای به دست آوردن پارامترهای بهینه استاتور در هر یک از روش ها از الگوریتم جستجوی مستقیم استفاده شده است. برای محاسبه گشتاور دندانه از رابطه تنسور ماکسول استفاده گردیده، در هر روش نتایج به دست آمده از روش تحلیلی با روش المان محدود تائید شده و در نهایت مقایسه ای بین روش های ارائه شده انجام شده است.

در این مقاله یک مدل تحلیلی برای مطالعه اثر جابه جایی قطب ها در ماشین های با آهن ربای سطحی در شرایط بی باری ارائه شده است. از مهم ترین نمایه های رفتاری ماشین آهن ربایی در حالت بی باری گشتاور دندانه و محتوای هارمونیکی چگالی شار فاصله هوایی می باشند. اگرچه روش جابه جایی آهن رباهای روتور، گشتاور دندانه را کاهش می دهد ولی تقارن نیم موج فرد در قطب های روتور را از بین برده و سبب ایجاد هارمونیک های مکانی زوج در توزیع چگالی شار ماشین می شود. از آنجایی که وجود هارمونیک های غیر از هارمونیک اصلی، به ویژه هارمونیک های مرتبه پایین، سبب تولید ضربان گشتاور می شود، حذف آنها بسیار ضروری و مهم می باشد. با استفاده از مدل تحلیلی فراهم شده به بهینه سازی هم زمان گشتاور دندانه و نسبت هارمونیک مکانی اصلی به هارمونیک های مکانی مرتبه بالاتر چگالی شار فاصله هوایی اقدام شده است. روش بهینه سازی استفاده شده الگوریتم جستجوی مستقیم می باشد. از آن جهت که دو متغیر ذکرشده در تابع هدف از یک جنس نمی باشند، از مقادیر نرمالیزه شده متغیرها در تابع هدف استفاده شده است. همچنین نتایج بهینه شده برای ضرایب وزنی مختلف به دست آورده و در نهایت نتایج بهینه شده با روش المان محدود تایید شده اند.

در این مقاله یک سیستم حفاظت ناحیه گسترده برای مقابله با خاموشی های گسترده ناشی از ناپایداری های زاویه ای پیشنهاد می شود. در ابتدا خاموشی وسیع، مدل سازی شده و سپس سناریوهای منجر به خاموشی گسترده استخراج خواهند شد. با استفاده از شبکه عصبی مصنوعی، حوادثی که منجر به وقوع ناپایداری زاویه ای در سیستم می شوند تعیین می گردند. سپس با استفاده از الگوریتمی که از اطلاعات به دست آمده از واحدهای اندازه گیری فازور (PMUها) استفاده می کند، ژنراتورهای همنوای سیستم شناسایی شده و با قطع خطوط ضعیف و حذف بار مناسب، سیستم به جزایر پایدار تجزیه می شود. صحت روش پیشنهادی بر روی شبکه استاندارد 39 باسه IEEE نشان داده شده است.

در این مقاله توان تداخل بین زیرحامل ها (ICI) در سیستم مدولاسیون تقسیم فرکانس متعامد بر اساس تبدیل فوریه کسری (FrFT-OFDM) مورد بررسی قرار گرفته است. همچنین به ارائه کران های بالا و پایین دقیق برای توان ICI در سیستم FrFT-OFDM در کانال فرکانس گزین متغیر با زمان پرداخته شده است. کران های به دست آمده دارای عبارات بسیار ساده تری نسبت به مقدار دقیق توان ICI هستند و بنابراین دید بهتری نسبت به تاثیر پارامترهایی همچون فرکانس داپلر، زمان سمبل، تاخیر کانال و زاویه تبدیل FrFT بر ICI می دهند. بررسی ها در این مقاله تایید می کنند که در کانال های تخت عملکرد دو سیستم مدولاسیون تقسیم فرکانس متعامد بر اساس تبدیل فوریه (FT-OFDM) و FrFT-OFDM یکسان است و در حضور کانال های فرکانس گزین متغیر با زمان، با انتخاب زاویه تبدیل مناسب، عملکرد سیستم FrFT-OFDM از سیستم تک حامل و FT-OFDM بسیار بهتر است.

جذب انرژی یک راه حل نوین برای محدودیت همیشگی شبکه های بی سیم که همان محدودیت انرژی است، می باشد. گره های جاذب انرژی با دسترسی به منابع نامحدود انرژی، برای افزایش طول عمر شبکه های مخابراتی بی سیم به کار گرفته می شوند. در این قالب، اخیرا جذب انرژی به عنوان یک روش نویددهنده برای مخابرات سبز ظهور کرده است. در این مقاله، تخصیص برخط منابع که به طور مجانبی بهینه می باشد برای دسته وسیعی از توابع فایده در شبکه های مخابراتی EH ارائه شده است. نشان داده شده که جواب با در نظر گرفتن الگوی متوسط تولید EH و مستقل از دینامیک تصادفی آن حاصل می شود. جواب به دست آمده نه دارای پیچیدگی راه حل های برخط همچون برنامه ریزی پویا است و نه از دانش غیر علی در مورد الگوی EH بهره می برد. علاوه بر این چندین مثال عملی برای توابع فایده و هزینه به کار رفته در سامانه های مخابراتی در نظر گرفته شده و نتیجه کلی به دست آمده برای آنها ارائه خواهد شد. همچنین با شبیه سازی های عددی به بررسی و راستی آزمایی نتایج تحلیلی خواهیم پرداخت. نتایج شبیه سازی دستاوردهای تحلیلی ارائه شده در این مقاله را تایید کرده و میزان دقت منحنی های تحلیلی مجانبی را برای بازه های ارسال به کار رفته در عمل نشان می دهند.

از فیبرهای بلور فوتونی به عنوان موجبر با پاشندگی و تلفات ساختار کم همراه با ضریب غیرخطی اندک، در سامانه های مخابرات نوری می توان استفاده کرد. در این مقاله، یک فیبر بلور فوتونی با ساختار دایروی- هشت ضلعی پیشنهاد شده است. در طرح اولیه، فیبر بلور فوتونی دارای ساختار هشت ضلعی است که پاشندگی آن در طول موج 1.55 میکرومتر در حدود 70 ps/nm.km است. تلفات ساختار و ضریب غیرخطی آن به ترتیب برابر 0.6´10-12 dB/cm و 8.988 w-1km-1 است. با اصلاح ساختار به صورت ترکیبی، مقدار پاشندگی به مرز صفر رسیده است و نتایج شبیه سازی، مقدار تلفات ساختار را معادل 8´10-11 dB/cm و ضریب غیر خطی را برابر 7.956 w-1km-1 نشان می دهد.