در این مقاله با استفاده از روش معادله ریکاتی وابسته به حالت، دو کنترل کننده غیرخطی زیربهینه (یک تنظیم کننده و یک ردیاب) برای سیستم توربین بادی مجهز به ژنراتور القایی از دوسوتغذیه طراحی شده اند. اهداف کنترلی مورد نظر شامل افزایش حاشیه پایداری سیستم و ردیابی همزمان سیگنال های مطلوب گشتاور الکترومغناطیسی و توان راکتیو استاتور می باشند. در فرآیند طراحی کنترل کننده، از یک مدل غیرخطی برای مدل سازی رفتار دینامیکی توربین بادی مورد مطالعه استفاده شده است. عملکرد کنترل کننده طراحی شده جهت بهبود پایداری سیستم، در شرایط کاری مختلف توربین بادی با انجام یک مجموعه شبیه سازی در محیط نرم افزار متلب ارزیابی شده است. همچنین جهت بررسی تاثیر کنترل کننده طراحی شده در بهبود پایداری سیستم، تحلیل مقادیر ویژه هم انجام گرفته است. در عین حال عملکرد ردیاب طراحی شده، با انجام یک مجموعه شبیه سازی دیگر بررسی شده است. عملکرد سیستم کنترل شده در هر دو حالت ردیاب و پایدارساز در حضور عدم قطعیت در پارامترهای سیستم مورد ارزیابی قرار گرفته است. در مجموع نتایج شبیه سازی های انجام شده، نشان دهنده عملکرد موثر و مقاوم کنترل کننده های پیشنهادی می باشند.

طراحی و بهینه سازی ماشین های الکتریکی توان بالا برای کاربرد خودروهای الکتریکی یکی از موضوعات مهم امروزه برای توسعه فناوریهای سبز است. موتورهای مورد نیاز برای خودروهای برقی باید توانی بالاتر از 50 کیلووات داشته باشند و همچنین باید گشتاورهای بیشتر از 200 نیوتن-متر را تولید کنند. موتورهایی که در حال حاضر بیشتر در قوای محرکه خودروهای برقی استفاده میشوند از نوع ماشین سنکرون آهنربای دائم هستند. با توجه به مشکلات فراوان استفاده از آهنربای دائم در ماشینهای الکتریکی، استفاده از ماشینهای الکتریکی بدون آهنربا مانند ماشینهای سوییچ رلکتانس مورد توجه زیادی قرار گرفته اند. ماشین سوئیچ رلوکتانس دو استاتوره یکی از جدیدترین نوع این ماشینها است. اخیرا نوع جدید دیگری از ماشینهای الکتریکی با نام ماشین سوییچ رلوکتانس القایی برای کاربرد خودرو برقی معرفی شده است. در این ماشین، هادی های روتور با انحراف شار مغناطیسی مانند سپر مغناطیسی عمل می کنند و از عبور خطوط میدان مغناطیسی به داخل بدنه روتور جلوگیری می کنند. در این مقاله یک ماشین سوئیچ رلوکتانس دو استاتوره و یک ماشین سوئیچ رلوکتانس القایی در نظر گرفته شده و ویژگی های آنها به روش اجزای محدود استخراج می شود و نتایج شبیه سازی شامل شکل گشتاور، چگالی گشتاور و راندمان ارائه و مقایسه میگردد. در نهایت، بهترین توپولوژی برای پیشرانه های الکتریکی الکتریکی پیشنهاد میشود.

1چکیده: در نیروگاه­های تلمبه ذخیره­ای دور متغیر بر خلاف نیروگاه­های دور ثابت که ماشین­ سنکرون به کار گرفته می­شود، از یک موتور-ژنراتور القایی از دو سو تغذیه به همراه یک مبدل پشت به پشت استفاده می­شود. در این مقاله در ابتدا مدل ریاضی اجزا مختلف نیروگاه تلمبه ذخیره ای دور متغیر ارائه می­شود. بخش های کنترلی، مبدل سمت ماشین و مبدل سمت شبکه، هر یک شامل دو مسیر کنترلی برای محورهای d-q می­باشند که هر مسیر شامل یک حلقه خارجی و یک حلقه داخلی است، لذا حلقه­های داخلی و خارجی استخراج و تابع تبدیل هر یک از آن­ها ارائه می­شوند. برای تنظیم ضرایب کنترلی، تابع تبدیل حلقه باز و حلقه بسته بخش های کنترلی مختلف از مبدل­های سمت ماشین و شبکه و همچنین پمپ-توربین استخراج و با رسم دیاگرام روت لوکاس و تنظیم مکان صفر و قطب های سیستم، پایداری آن تضمین می­گردد. در نهایت به منظور صحت سنجی طراحی انجام گرفته، یک نیروگاه تلمبه ذخیره ای دور متغیر در محیط Matlab/Simulink/SimPowerSystem شبیه سازی و نتایج آن برای آزمون تغییر بار پله ای در دو مد بهره برداری موتوری ژنراتوری ارائه می­شود. نتایج شبیه سازی صحت عملکرد سیستم کنترلی طراحی شده را تایید می کند.

با توجه به افزایش چشم گیر استفاده از توان تولیدی توربین های بادی و توسعه روزافزون مزارع بادی، دیگر تاثیر آن ها بر روی سیستم های قدرت قابل چشم پوشی نبوده و مدل سازی مناسب مزارع بادی از اهمیت خاصی برخوردار شده است. در بسیاری از مطالعات، هنگام مطالعه اثر یک مزرعه بادی روی سیستم قدرت، به جای مدل سازی دقیق همه توربین های موجود در مزرعه، عملکرد مزرعه بادی در نقطه کوپل مشترک با شبکه به صورت عملکرد مزرعه معادلی شامل یک ژنراتور و یک توربین معادل، که از معادل سازی توربین های بادی مزرعه واقعی حاصل شده است، در نظر گرفته می شود. این موضوع علاوه بر اینکه موجب سادگی تحلیل سیستم می شود، کاهش چشمگیر بار محاسباتی مطالعات را نیز به دنبال خواهد داشت. برای بهتر شدن دقت می توان بخش مکانیکی را با استفاده از روش های دسته بندی بجای یک توربین با چند توربین معادل سازی کرد. تاکنون روش های مختلفی برای انجام این نوع معادل سازی در مزارع بادی معرفی شده اند که همه آنها از ویژگی سرعت باد به عنوان شاخص دسته بندی توربین ها استفاده می کنند. در این مقاله برای دسته-بندی توربین های بادی بجای سرعت باد استفاده از ضریب جذب توان توربین بادی به عنوان ویژگی دسته بندی پیشنهاد شده است. سپس در ادامه با معادل سازی بخش مکانیکی توربین ها در هریک از خوشه ها نتایج با حالتی که دسته بندی بر اساس سرعت باد صورت گرفته باشد و همینطور با مدل دقیق مورد مقایسه قرار گرفته است. برای شبیه سازی از نرم افزار MATLAB استفاده شده است. نتایج حاکی از آنست که روش مورد استفاده، موجب بهبود دقت نتایج حاصل از معادل سازی خواهد شد.

در این مقاله روشی برای مدلسازی موتور القایی قفس سنجابی مبتنی بر مدار معادل مغناطیسی تغییر یافته به منظور محاسبه رفتار حالت گذرا و دایمی موتور ارایه شده است. اثرات تمام هارمونیکهای فضایی، رلوکتانس دندانه های استاتور و رتور و اثر منحنی اشباع مغناطیسی، مورب بودن شیارها، آرایش سیم بندهای استاتور، پرمآنس پراکندگی شیارها، و پرمآنس فاصله هوایی در نظر گرفته می شوند. همچنین بدلیل آنکه هیچ محدودیتی در ارتباط با تقارن سیم بندیهای استاتور، میله های رتور، و طول فاصله هوایی وجود ندارد از این روش میتوان در مطالعه اثرات عدم تقارنها، و شرایط خطا بر روی عملکرد ماشین استفاده نمود. در مدل پیشنهادی با در نظر گرفتن ابعاد واقعی هندسی ورق هسته استاتور و رتور، ساده سازیهایی انجام شده است که منجر به کاهش قابل ملاحظه تعداد متغیرهای دستگاه معادلات جبری ماشین و در نتیجه کاهش قابل ملاحظه زمان شبیه سازی می شود. دستگاه معادلات جبری در روش مدار مغناطیسی عموما بد وضع است و با در نظر گرفتن تقریبهای پیشنهادی در این مقاله، عدد وضعیت دستگاه معادلات نیز بهبود می یابد و امکان همگرایی سریعتر و حصول جوابهای عددی دقیقتر امکان پذیر می شود.

با توجه به کاهش هزینه ادوات کلیدزنی قدرت، اخیرا اینورترهای هیبرید سه سطحی با قابلیت تولید ولتاژ نزدیک تر به ولتاژ سینوسی ارایه شده اند. اینورتر هیبرید در عین داشتن مزایای اینورترهای سه سطحی رایج، در مقایسه با آنها دارای تعداد ادوات کلیدزنی کمتری است که منجر به کاهش هزینه، حجم و وزن کل مبدل خواهد شد. در این مقاله از یک اینورتر هیبرید سه سطحی دارای هشت کلید و دو دیود برای کنترل سرعت موتور آسنکرون سه فاز استفاده خواهد شد که در مقایسه با اینورتر سه سطحی رایج دارای چهارکلید و دو دیود کمتر است. روش کنترل برداری غیرمستقیم جهت دهی شار روتور برای کنترل سرعت پیشنهاد شده است، حلقه های کنترلی سیستم طراحی شده و یک روش کلیدزنی مبتنی بر موج حامل مناسب و کارا برای اینورتر هیبرید پیشنهاد شده است. برای تایید صحت کارایی مبدل پیشنهادی و کنترل آن، شبیه سازی های متنوعی در محیط نرم افزار MATLAB/Simulink انجام شده است و نتایج کنترل سرعت در حالت موتوری و تغییرات پله ای گشتاور بار ارایه شده است.

بیرینگ ها یکی از مهمترین اجزای ماشین الکتریکی می باشند که بطور پیوسته در معرض نیروهای مکانیکی و الکترومغناطیسی قرار دارند. برآیند نیرویهای حاصل بر رتور می تواند به دینامیک حرکتی ناخواسته رتور در طول فاصله هوایی ماشین منجر شود. در این مقاله، روش مدلسازی یکپارچه معادلات الکترومغناطیسی و دینامیکی ماشین های القایی معرفی و با استفاده از آن آنالیز دقیقی از رفتار دینامیکی حرکت رتور در فاصله هوایی ارایه می شود. برای این منظور، ابتدا نیروهای حاصل از تقابل میدان های الکترومغناطیسی ماشین القایی در طول فاصله هوایی تعیین و سپس با استفاده از اصل بقای انرژی، مدل دینامیکی حرکت رتور با سه درجه آزادی معرفی می گردد. با استفاده از مدلسازی یکپارچه در ماشین القایی می توان موقعیت لحظه ی رتور در فاصله هوایی و همچنین نیروهای وارد بر بیرینگ را بر اساس پارامتر های الکتریکی و مکانیکی ماشین القایی بصورت همزمان شناسایی و تعیین نمود. جهت اعتبارسنجی مدل ارایه شده، نتایج حاصل از شبیه سازی با نتایج حاصل از اندازه گیری آزمایشگاهی مقایسه شده است.

در این مقاله یک روش تحلیلی برای محاسبه نیروی محرکه القایی در سیم پیچی استاتور ماشین سنکرون شارمحوری بدون آهن ربا ارایه شده است. در این روش از پتانسیل مغناطیسی اسکالر برای محاسبه چگالی شارمغناطیسی در فاصله هوایی و ناحیه سیم پیچی استاتور استفاده شده است. معادله لاپلاس در نواحی مختلف ماشین حل شده و پتانسیل مغناطیسی اسکالر به دست آمده است، سپس چگالی شار مغناطیسی از روی پتانسیل مغناطیسی اسکالر، در فاصله هوایی محاسبه شده است. درنهایت نیروی محرکه القایی در سیم پیچ های استاتور محاسبه شده است. این روش تحلیلی دارای زمان محاسباتی بسیار کمتری نسبت به نرم افزارهای المان محدود می باشد، ازاینرو می تواند در طراحی و بهینه سازی ماشین سنکرون شارمحوری بدون آهن ربا مورد استفاده قرار گیرد. در نهایت اعتبارسنجی نتایج روش تحلیلی ارایه شده با استفاده از نتایج آزمایشگاهی انجام شده است.