درایوهای کششی مبدل پیشرفته و كنترل آنها

برق، الکترونیک، مخابرات
دانلود مقاله رشته الکترونیک درایوهای کششی مبدل پیشرفته و كنترل آنها مقدمه: در سال 1970 لوكوموتیو برقی – دیزلی DE2500 عملی و موثر بودن سیستم درایو AC قطار با تغذیه اینورتر را به اثبات رساند. كمپانی ABB برروی اینورتر منبع جریان( CSI) ‌و اینورتر منبع ولتاژ(VSI) آزمایش های خود را انجام داد و پس از ارزیابی به این نتیجه رسیدكه اینورتر منبع ولتاژ بهترین گزینه برای سیستم درایو قطار می باشد علت اصلی این موضوع آن است كه اینورتور منبع جریان احتیاج به دومبدل ( Converter) دارد ؛یكی برای تولید منبع جریان ثابت و دیگری برای تولید شكل موج های سه فاز ، در حالیكه اینورتر منبع ولتاژ تنها نیاز به یك اینورتر برای تولید ولتاژ متغیر و فركانس متغیر (VVVF)‌دارد كه باعث حذف مقدار قابل توجهی از سخت افزار می شود . سیستم های عمومی نیروی محركه برای وسایل نقلیه الكتریكی شامل دو موتور در هر اینورتور منبع ولتاژ می باشد ولی تعداد اینورترها در هر وسیله و تعداد موتورها در هر اینورتر با توجه به مسایل اقتصادی ، نوع عملكرد ومحدودیت های فضا تعیین می شوددر طول توسعه تكنولوژی درایو AC محدودیت های توان وسایل نیمه هادی كاربرد تكنولوژی AC را غیر اقتصادی می ساخت . پیشرفت نیمه هادی های قدرت از سال 1970 به بعد منجر به تولید ابزارهای نیمه هادی با توان نامی و ولتاژ بیشتر گردید كه این باعث تجاری شدن درایو AC به عنوان یك تكنولوژی جدید در صنعت حمل ونقل گردید . در سال1984 كمپانی های Amtrak , ABB‌ برنامه آزمایشی برروی محركه AC لوكومتیوهای مسافربری را آغاز كردند در سال 1988 لوكوموتیو مسافربری با سیستم نیروی محركه سه فاز توسط ABB‌ مورد بهره برداری قرار گرفت این لوكوموتیو نه تنها انتظارات را برآورد ساخت بلكه از حد قابل پیش بینی نیز فراتر رفت . این سیستم درایو با تریستور ساخته شده بود كه از نظر هزینه و طراحی مشكل ساز بود . با پیشرفت و توسعه GTO ها كه قابلیت تحمل جریان و ولتاژ زیاد را دارند ، به سرعت GTO ها جایگزین تریستورها در اینورترهای AC ‌ شدند كه این باعث حذف مدارهی كموتاسیون (خازن ها ، چوك ها وتریستورهای كمكی ) شد این امر اساساً اندازه ، وزن نویز و هزینه را كاهش می دهد در حالیكه قابلیت اطمینان اینورتر نیز بالا می رود این مزایا در كنار مزایای موتور القایی تكنولوژی درایو AC را برای كاربردهای حمل و نقل عملی ساخت . کلمات کلیدی: درایوهای تراكشن درایوهای تراكشن اینورتری پیشرفته کنترل درایوهای تراكشن اینورتری پیشرفته فهرست مطالب درایوهای تراكشن اینورتری پیشرفته و كنترل آنها 2 6-1) سیر تكامل درایو AC در سیستم های تراكشن 2 6-2) درایوهای تراكشن موتور القایی 4 شكل (1-6) درایوهای تراكشن با موتورهای سه فاز 5 6-2-2) درایوهای تراكشن اینورتر منبع جریان تغذیة DC 7 شكل (4-6) وضعیت های حلقه DC یك درایو اینورتر منبع جریان 10 شكل (5-6) اینورتر منبع ولتاژ مدار قدرت و شكل موج ها 12 شكل (6-6) مدار قدرت یك فاز اینورتر NPC سه سطحی را نشان می دهد 14 شكل (6-6) اینورتر منبع ولتاژ سه سطحی NPC- مدار قدرت و جدول سوئیچینگ 15 6-2-4) درایوهای تراكشن VSI تغذیه AC مبدل پالس 15 6-2-6-1) PWM موج مربعی(Square – Wave PWM) 19 شكل( 9-6) شكل موج های ورودی و خروجی مقایسه كننده یك اینورتر PWM موج مربعی 19 6-2-6-2) PWM سینوسی (Sinusoidal PWM) 21 شكل (11-6) روش مدولاسیون برای قطار Eurostar 23 شكل(12- 6) سیستم كنترل كننده جریان PWM در حالت كلی 25 مقایسه سیستم های محرك انواع لوكوموتیو و انتخاب سیستم مناسب برای حمل و نقل ریلی 28