پایان نامه کارایی ادوات نیمه هادی در مصارف مختلف

دانشگاه آزاد اسلامی واحد دامغان 

پایان نامه کارشناسی ارشد رشته مهندسی برق 

عنوان :

 کارایی ادوات نیمه هادی در مصارف مختلف

برای رعایت حریم خصوصی نام نگارنده درج نمی شود

تکه هایی از متن به عنوان نمونه : (ممکن است هنگام انتقال از فایل اصلی به داخل سایت بعضی متون به هم بریزد یا بعضی نمادها و اشکال درج نشود ولی در فایل دانلودی همه چیز مرتب و کامل است)

فصل اول
مقدمه

کارایی ادوات نیمه هادی در مصارف مختلف، به چگونگی ساختار آن¬ها و پارامترهای مختلف الکتریکی وابسته است. در میان افزاره¬های مختلف نیمه هادی، ترانزیستورهای اثر میدان توجه صنعت الکترونیک را به خود جلب کرده است. کارایی بالای این افزاره¬ها، موارد استفاده¬ی آن¬ها را از نانوتکنولوژی تا ترانزیستورهای قدرت گسترش داده است ]3-1[. در افزاره¬های قدرت، پارامترهایی از قبیل ولتاژ شکست، مقاومت حالت روشن ، سرعت کلیدزنی و فرکانس کاری، از ویژگی¬های الکتریکی مهم¬تر می¬باشند. بنابراین، برای بهبود کارایی این دسته از افزاره¬ها می¬بایست ضمن بررسی عملکرد دقیق هر ساختار، روش¬های نوینی را ارائه و مورد ارزیابی قرار داد.
در این فصل به بررسی مشخصه¬ی ترانزیستور اثر میدان پرداخته می¬شود، تا با درک مفهوم کلی و نحوه¬ی سازوکار این ترانزیستور¬ها، بتوان ترانزیستورهای قدرت را مورد ارزیابی قرار داد. در ادامه¬ی این فصل نیز به کاربردهای افزاره¬های قدرت و انواع آن¬ها اشاره شده است.

1-1) مشخصات جریان-ولتاژ ترانزیستور اثر میدان MOSFET
مشخصه¬ی جریان- ولتاژ ترانزیستور MOS در شکل (1-1) نشان داده شده است. چنانچه ولتاژ مثبت VD بین درین و سورس و ولتاژ VG کمتر از ولتاژ آستانه به گیت اعمال شود، افزاره در حالت انسداد قرار می¬گیرد. این ولتاژ انسداد MOSFET با شکست بهمنی محدود می¬شود. با توجه به شکل¬ (1-1)، در ولتاژهای VD پایین، مشخصه¬ی جریان-ولتاژ شبیه یک خط راست می¬باشد که به این قسمت، ناحیه¬ی اهمی ترانزیستور می¬گویند.
با توجه به شیب خط راست و برای یک ولتاژ گیت معیّن VG، مقاومت حالت روشن¬ بدست می¬آید. همچنین در این مشخصه، گذر بین ناحیه اهمی و ناحیه سوراخ شدگی ، شبه اشباع نامیده می¬شود.
همان¬طور که در شکل مشاهده می¬شود، این ناحیه به صورت سهمی¬وار است.

شکل (1-1)- مشخصه جریان-ولتاژ ترانزیستور MOSFET ]4[.

1-1-1) مشخصات کانال ترانزیستور MOSFET
برای بررسی مشخصات ناحیه¬ی کانال، به گیت ترانزیستور ولتاژی بیشتر از ولتاژ آستانه اعمال می¬شود تا کانال در آستانه¬ی وارونگی قرار ¬گیرد. این شرایط در شکل (1-2) نشان داده¬ شده ¬است. بار کانال در حالت وارونگی از رابطه¬ی زیر بدست می¬آید:
(1-1)
که در این رابطه، C¬ox خازن مربوط به اکسید گیت است و VT ولتاژ آستانه ترانزیستور می¬باشد. باید توجه شود که حامل¬ها در برقراری جریان در کانال وارونه، نقشی اساسی دارند. با بررسی مقاومت ناحیه¬ی کانال می¬توان رابطه¬ای را برای جریان بدست آورد. مقاومت ناحیه¬ی کانال در حالت وارونگی از رابطه زیر بدست می¬آید ]4[:
(1-2)
که در آن، L طول ناحیه کانال ترانزیستور می¬باشد و W، پهنای آن است. پارامترهایی که به هندسه افزاره مربوط می-شود را می¬توان به صورت:
(1-3)
نشان داد.
شکل (1-2)- کانال ترانزیستور MOSFET: الف) VD≤VG-VT ب) VD=VG-VT ج) VD≥VG-VT ]4[.

با افزایش جریان، افت ولتاژ V(y) در طول کانال توسعه می¬یابد. در این شرایط، کانال ترانزیستور نازک¬تر می¬شود. همچنین، در طول کانال (y)، بار Q(y) وجود دارد. با در نظر گرفتن بار Q(y)در کانال ترانزیستور می¬توان مقاومت کانال را در راستای yبدست آورد. چنانچه یک جزء دیفرانسیلی dR از مقاومت کانال ترانزیستور را در نظر بگیریم، با توجه به معادله (1-2) می¬توان نوشت:
(1-4)

که در این رابطه، Q(y) برابر است با:
(1-5)
در جزء دیفرانسیلی dR، افت ولتاژ از رابطه¬ی زیر بدست می-آید:
(1-6)

با جایگذاری معادلات (1-4) و (1-5) در معادله¬ی (1-6)، جریان به صورت رابطه¬ی زیر می¬شود:
(1-7)
که در آن، ولتاژ VD بین مرزهای 0=y و L=y از رابطه:
(1-8)

بدست می¬آید.
با انتگرال¬گیری از رابطه¬ی (1-8)، مشخصه¬ی جریان درین بر حسب ولتاژ گیت برای محدوده¬ی VD<VG-VT بدست می¬آید:
(1-9)
این مشخصه، مربوط به قسمت سهمی وار (شبه اشباع) شکل (1-1) است. برای ولتاژهای درین پایین، جریان درین را می-توان به صورت زیر تقریب زد:
(1-10)
این رابطه برای ناحیه¬ی اهمی معتبر است. گذر از ناحیه¬ی سوراخ شدگی، با مشتق¬گیری از رابطه¬ی (1-9) بدست می-آید ، بعد از آن کانال، برای ولتاژ:
(1-11)

در حالت سوراخ شدگی قرار می¬گیرد.
برای ولتاژهای درین بالا، با وارد کردن معادله¬ی (1-11) در معادله¬ی (1-9)، مشخصات ترانزیستور در ناحیه سوراخ¬شدگی بدست می¬آید. در این ناحیه، جریان حتی برای ولتاژهای درین بالا، تقریباً ثابت باقی می¬ماند:
(1-12)
با توجه به رابطه¬ی (1-12)، جریان IDsat مستقل از VD است. علّت فیزیکی این پدیده، نفوذ میدان الکتریکی به داخل ناحیه¬ی P می¬باشد. بنابراین، وقتی¬که ولتاژ درین به¬طور موثری افزایش یابد، طول کانال کوتاه¬تر می¬گردد . کوتاه شدن طول کانال موجب افزایش جریان در ولتاژهای بالا می¬شود.
چنانچه رابطه¬ی (1-9) با مشخصات افزاره¬های قدرت واقعی مقایسه شود، می¬توان دریافت که این رابطه نمی¬تواند رفتار واقعی افزاره¬های قدرت را توصیف کند ]5[. در این رابطه، ناحیه¬ی تخلیه¬ی ایجاد شده در زیر ناحیه کانال منظور نشده است. بنابراین چنانچه بار فضا در مشخصه¬ی جریان-ولتاژ لحاظ شود، رابطه¬ی زیر بدست می¬آید:
(1-13)

که در این رابطه، CD از رابطه¬ی زیر بدست می¬آید:
(1-14)
همچنین VTΔ ولتاژ مورد نیاز برای گسترش ناحیه¬ی بار فضا به سمت ناحیه¬ی P و با میزان تزریق NA می¬باشد که به صورت زیر بیان می¬گردد :
(1-15)
لازم به ذکر است که مقدار VTΔ تقریباً برابر با 81/0 ولت است. بنابراین می¬توان جریان درین را با در نظر گرفتن بارفضا بدست آورد تا روابط بدست آمده به مشخصات افزاره¬های قدرت واقعی نزدیک¬تر باشند.
بنابراین با محاسبه¬ی مشخصه¬ی جریان –ولتاژ، می¬توان رفتار ترانزیستور را مورد ارزیابی قرار داد. با توجه به این که این رساله به بررسی ترانزیستورهای قدرت اثر میدان می¬پردازد، می¬بایست با توجه به کاربردهای افزاره¬های قدرت، تغییراتی را در ساختار ترانزیستورهای اثر میدان ایجاد کرد تا بتوان مشخصه¬ی مطلوب را بدست آورد. در ادامه¬ی فصل به این موضوع پرداخته شده است.

1-2) کاربردهای ادوات قدرت
ادوات قدرت با توجه به کاربردهایشان در طیف گسترده¬ای از سطوح مختلف قدرت مورد استفاده قرار می¬گیرند. با توجه به شکل (1-3)، کاربردهای ادوات قدرت در چند گروه تقسیم¬بندی می¬شوند. اولین گروه، کاربردهایی است که افزاره نیاز به جریان کم دارد (عموماً کمتر از یک آمپر). این کاربردها، مانند راه¬اندازهای نمایشگرها، معمولاً نیاز به تعداد بسیار زیادی ترانزیستور دارند که می¬بایست قابلیت ولتاژ شکست حدود 300 ولت را داشته ¬باشند. ابعاد کوچک ترانزیستورهای با جریان پایین، این اجازه را می¬دهد تا آن ها را در یک تراشه مجتمع سازی کنیم.
دومین گروه، شامل کاربردهایی است که حوزه¬ی عملکرد ولتاژ آن¬ها در مدارهای قدرت، نسبتاً کم است ¬(کمتر از 100 ولت). خودروهای الکترونیکی و منابع قدرت مورد استفاده در صفحه¬نمایش کامپیوترها و لپ¬تاپ¬ها، نمونه¬هایی از این گروه هستند. لازم به ذکر است، ساختارهای ترانزیستورهای اثر میدان قدرت سیلیسیمی به نحوی است که کارایی قابل توجه¬ای در این راستا دارند، زیرا مقاومت حالت روشن¬ پایین و سرعت کلیدزنی بالایی را از خود نشان می¬دهند.
سومین گروه، کاربردهای افزاره¬ها در مدارات با ولتاژ بالا (بالای 200 ولت) می¬باشد. از نمونه¬های این بخش می¬توان به موتورهای لوازم خانگی و همچنین راه¬اندازهای وسایل الکتریکی اشاره کرد. از آنجا که مقاومت حالت روشن¬ ترانزیستورهای اثرمیدان قدرت سیلیسیمی متداول بسیار بزرگ است، لذا نمی¬توان از آن¬ها در کاربردهایی که در بالا بیان شد استفاده کرد. در نتیجه می¬بایست از ترانزیستورهای دوقطبی با گیت جدا شده (IGBT) استفاده کرد ]6[. ترانزیستورهای IGBT ترکیبی از ساختار فیزیکی ترانزیستورهای اثرمیدان و ترانزیستورهای دوقطبی می¬باشند ]7[.
امروزه، بیشتر ترانزیستورهای قدرت در تکنولوژی سیلیسیم روی عایق (SOI) شکل می¬گیرند¬]8-17[. چنانچه این ترانزیستورها در بستری از سیلیسیم شکل گیرند، اثرات نامطلوبی را از خود بر¬جای می¬گذارند، که می¬توان ایجاد ترانزیستور دو قطبی پارازیتی و افزایش خازن بین کانال و زیر¬لایه و غیره را نام برد ]18-20[. بنابراین برای کنترل این معایب، تکنولوژی SOI معرفی شده که در آن، لایه¬ای از اکسید مدفون در زیر ناحیه¬ی فعال ترانزیستور قرار گرفته -است ]21-29[. ساختارهای متعددی در تکنولوژی SOI ارائه شده که به بهبود مشخصات ترانزیستورها منجر گردیده است. در فصل¬های آینده به تعدادی از این ساختارها پرداخته می¬شود.
شکل (1-3)- محدوده¬ی کاربردهای ادوات قدرت.

برای دانلود متن کامل پایان نامه اینجا کلیک کنید.

پایان نامه استفاده از مبدل باک (Buck) کنترل شده با مد لغزشی

دانشگاه آزاد اسلامی

واحد دامغان

دانشکده فنی و مهندسی

 پایان‌نامه کارشناسی ارشد رشته مهندسی برق

گرایش قدرت

عنوان پایان‌نامه:

استفاده از مبدل باک (Buck) کنترل شده با مد لغزشی به منظور کاهش هارمونیک‌های ورودی به سیستم تحریک استاتیک ژنراتور سنکرون

استاد راهنما:

دکتر احمدرضا اسکندری

برای رعایت حریم خصوصی نام نگارنده درج نمی شود

تکه هایی از متن به عنوان نمونه : (ممکن است هنگام انتقال از فایل اصلی به داخل سایت بعضی متون به هم بریزد یا بعضی نمادها و اشکال درج نشود ولی در فایل دانلودی همه چیز مرتب و کامل است)

چکیده

روش کنترل مد لغزشی یکی از مهمترین روشهای کنترل غیرخطی می‌باشد که از مشخصه‌های بارز آن عدم حساسیت به تغییر پارامترها و دفع کامل اغتشاش و مقابله با عدم قطعیت است. این کنترل‌کننده ابتدا سیستم را از حالت اولیه با استفاده از قانون رسیدن به سطح تعریف شده لغزش که از پایداری مجانبی لیاپانوف برخوردار است، رسانده و سپس با استفاده از قانون لغزشی آن را به حالت تعادل می‌رساند. تاکنون در تحقیقات انجام شده به روش تغذیه استاتیک سیستم تحریک استفاده از مبدل‌های DC/DC کاهنده توجه ویژه‌ای نشده است.

در این پایان‌نامه، بعد از ترانسفورماتور قدرت و پل یکسوساز با استفاده از یک مبدل باک               (Buck converter) کنترل‌شده با مد لغزشی برای کاهش هارمونیک‌های ورودی به سیم‌پیچ تحریک کاربرد دارد، استفاده کنیم.

ما در این پایان‌نامه با روش کنترل لغزشی سعی در کاهش اثرات اغتشاشات (شامل تغییر ولتاژ وردی و تغییر بار) و تنظیم ولتاژ خروجی با دینامیک بسیار سریع و حداکثر کاهش هارمونیک‌ها خواهیم بود. همچنین با استفاده از SIMULINK/MATLAB کارآمد بودن این سیستم را نشان خواهیم داد.

 -1- مقدمه:

ژنراتورها همواره یکی از مهمترین عناصر شبکۀ قدرت بوده و نقش کلیدی در تولید انرژی و کاربردهای خاص دیگر ایفا می‌کنند. و برای ژنراتورسنکرون برای تولید بخش اعظم توان الکتریکی در سراسر جهان به کار می‌رود .

در یک ژنراتور سنکرون یک جریان dc به سیم‌پیچ رتور اعمال می‌گردد تا یک میدان مغناطیسی رتور تولید شود سپس روتور مربوط به ژنراتور به وسیله یک محرک اصلی چرخانده می‌شود، تا یک میدان مغناطیسی دوار در ماشین به وجود آید. این میدان مغناطیسی یک ولتاژ سه فاز را در سیم پیچ‌های استاتور ژنراتور القاء می‌نماید. در رتور باید جریان ثابتی اعمال شود. چون رتور می‌چرخد نیاز به آرایش خاصی برای رساندن توان DC به سیم پیچ‌های میدانش دارد. برای انجام این کار 2 روش موجود است:

1- از یک منبع بیرونی به رتور با رینگ‌های لغزان و جاروبک .

2- فراهم نمودن توان DCاز یک منبع توان DC، که مستقیماً روی شفت ژنراتورسنکرون نصب می‌شود.

یک سیستم تحریک استاتیک به لحظ عملکرد شبیه تنظیم‌کننده اتوماتیک ولتاژ میدان رفتار می‌کند بطوریکه اگر ولتاژ ژنراتور کاهش داشته باشد جریان میدان را افزایش می‌‌دهد و بر عکس اگر ولتاژ ژنراتور افزایش داشته باشد جریان میدان را کاهش می‌دهد. در واقع سیستم تحریک استاتیک توان میدان اصلی ژنراتور تأمین می‌‌کند در حالیکه تنظیم کننده ولتاژ، توان میدان تحریک کننده را برآورده می‌سازد. در سیستم تحریک استاتیک 3 مؤلفه اصلی وجود دارند: قسمت کنترل، پل یکسوساز و ترانسفورماتور قدرت که در ترکیب باهم میدان ژنراتور را برای دستیابی به ولتاژ خروجی مناسب، کنترل می‌‌کنند.

جریان DC تزریق شده به سیم‌پیچ تحریک باید کیفیت بسیار بالایی داشته باشد در غیر این صورت اثرات هارمونیک‌های ورودی به سیم‌پیچ تحریک در شفت ژنراتور سنکرون نیز قابل مشاهده است. این عمل علاوه بر کاهش کیفیت توان تزریقی به شبکه باعث افزایش تلفات در سیستم و در نتیجه افزایش هزینه‌های بهره‌برداری می‌شود.

در این پایان نامه می‌خواهیم بعد از ترانسفورماتور قدرت و پل یکسوساز با استفاده از یک مبدل باک(Buck converter) کنترل شده با مد لغزشی برای کاهش هارمونیک‌های ورودی به سیم‌پیچ تحریک کاربرد دارد، استفاده کنیم.

روش کنترل مد لغزشی یکی از مهمترین روشهای کنترل غیرخطی می‌باشد که از مشخصه‌های بارز آن عدم حساسیت به تغییر پارامترها و دفع کامل اغتشاش و مقابله با عدم قطعیت است. این کنترل‌کننده ابتدا سیستم را از حالت اولیه با استفاده از قانون رسیدن به سطح تعریف شده لغزش که از پایداری مجانبی لیاپانوف برخوردار است، رسانده و سپس با استفاده از قانون لغزشی آن را به حالت تعادل می‌رساند.

مطالعات نشان می‌دهد ریپل ولتاژ DC ورودی به سیم‌پیچ تحریک می‌تواند اثرات نامطلوبی بر خروجی و شفت ژنراتور سنکرون برجای گذارد. از طرفی روش‌های کنترل غیرخطی مثل روش کنترل لغزشی توانایی بالایی در تثبت و تنظیم ولتاژهای خروجی مبدل‌های DC/DC دارند ولی با این وجود باز هم ولتاژ خروجی دارای اعوجاجاتی است. فرضیه تحقیق این است با استفاده از مد لغزشی در مبدل باک، هارمونیک‌های ولتاژ خروجی مبدل را به حداقل برسانیم. در انتها با استفاده از نرم‌افزار قدرتمند MATLAB/ SIMULINK کار شبیه‌سازی کل و قسمت مربوط به فیلترینگ صورت خواهد گرفت.

 1-2- پیشینه و سوابق:

وظیفه اصلی سیستم تحریک تأمین جریان تحریک ماشین سنکرون است به علاوه با کنترل ولتاژ تحریک وظیفه کنترل و حفاظت یک سیستم قدرت را بر عهده دارد.]1[ برای تحریک ماشین‌های سنکرون روش‌های مختلفی وجود دارد، این روش‌ها با پیشرفت تکنولوژی و گذشت زمان یکی پس از دیگری ابداع شده و برخی از این روش‌ها دارای معایبی بوده که باعث شده است به فکر تغییر سیستم و اصلاح وارتقاء آن‌ها بیفتیم]2[ سیستم تحریک با تغییر جریان dc سیم‌پیچ تحریک واقع بر روی رتور نیروی محرکه تولید شده ژنراتور را کنترل می‌کند تغییر بار نیروی محرکه ژنراتور نه تنها ولتاژ خرجی تنظیم می‌شود بلکه ضریب قدرت و دامنه جریان نیز کنترل می‌شود. مرجع]3[ درمورد انواع روش‌های تحریک من جمله روش تحریک استاتیک که در این مقاله مورد بررسی قرار خواهد گرفت صحبت شده است. در طراحی صورت گرفته در این پایان نامه می‌خواهیم از یک مبدل DC/DC باک برای تغذیه سیم‌پیچ تحریک استفاده کنیم. مبدلDC/D ‏ مبدلی است که جریان DC hc یک منبع را به سطح ولتاژی دیگر تبدیل می‌کند و ولتاژ خروجی می‌تواند از ولتاژ ورودی بیشتر یا کمتر باشد. مبدل باک (Buck converter) نوعی مبدل DC-DC کاهنده است. روش کنترلی مورد استفاده در این پایان‌نامه برای مبدل باک روش کنترل لغزشی می‌باشد.

در مرجع ]4[ از روش کنترل PID استفاده شده که سیستم در این حالت دارای سرعت پاسخ بالا هستند و می‌توانند اضافه جهش را نیز کاهش دهند. اما بعد از معرفی کنترل لغزشی در سال 1977 توسط یوتکین، استفاده از این نوع کنترلرها به خاطر خصوصیات زیادی که داشتن در الکترونیک قدرت روز به روز بیشتر می‌شد به طوری که در سال 1991 برای اولین‌بار از این نوع کنترلرها در مبدل‌های باک         (Buck converter) توسط اسلوتین استفاده شد. ]5[

اما یکی از کارهای مهمی که می‌خواهیم در این پایان‌نامه انجام دهیم، استفاده از فیلترهای حذف هارمونیک در مبدل باک کنترل شده با مد لغزشی است تا بتوانیم حداکثر کاهش هارمونیک را داشته باشیم. در مرجع ]6[ از یک فیلتر RL بدون مبدل DC/DC برای کاهش هارمونیک‌های ورودی به سیم‌پیچ تحریک استفاده شده است.

در مراجع]7[ و ]8[ یک طراحی ساده برای استفاده از الکترونیک قدرت برای سیستم‌های تحریک مورد بررسی قرار گرفت که این طرح به خاطر هارمونی بودن ولتاژ ورودی به سیم‌پیچ تحریک منطقی به نظر نمی‌رسد. در مرجع ]9[ برای مبدل از یک کنترلر PI استفاده شده است ولی باز هم هارمونیک‌هایی در سیستم وجود دارند. در مراجع ]10[ و ]11[ از مبدل‌های Buck-Boost در سیستم تحریک استفاده شده است که همه این طرح‌ها بدون استفاده از فیلتر بوده و به طبع ولتاژ خروجی THD بالای دارد. ما در این پایان‌نامه علاوه بر استفاده از مبدل باک کنترل شده با مد لغزشی، با استفاده از فیلتری‌های حذف هارمونیک ولتاژ با هارمونیک بسیار کم را به سیم پیچ تحریک تزریق می‌کنیم.

1-3- مروری بر گذشته کنترل سیستم تحریک استاتیک ژنراتور سنکرون:

جهت تحریک ماشین‌های سنکرون روش‌های مختلفی وجود دارد این روش‌‌ها با پیشرفت تکنولوژی و گذشت زمان یکی پس از دیگری ابداع شده است.برخی از این روش‌ها دارای معایبی بوده که باعث شده به فکر تغیر و اصلاح آنها بیفتیم]2[تا بتوانیم بازده را بالاتر برده و هارمونیک‌ها را کمتر کرده و THD ولتاژ خروجی را کمتر کنیم.

برای دانلود متن کامل پایان نامه اینجا کلیک کنید.

پابان نامه مدلسازی توزیع شده سیستم تحریک استاتیک به منظور میرا کردن اعوجاجات ولتاژ سیم پیچی تحریک ژنراتور سنکرون

دانشگاه آزاد اسلامی

واحد دامغان

دانشکده فنی و مهندسی، گروه برق و الکترونیک

پایان نامه برای دریافت درجه کارشناسی ارشد (M.SC ) در رشته برق قدرت

گرایش تکنولوژی فشار قوی

عنوان:

مدلسازی توزیع شده سیستم تحریک استاتیک به منظور

میرا کردن اعوجاجات ولتاژ سیم پیچی تحریک ژنراتور سنکرون

استاد راهنما:

دکتر محمد اسیایی

برای رعایت حریم خصوصی نام نگارنده درج نمی شود

تکه هایی از متن به عنوان نمونه : (ممکن است هنگام انتقال از فایل اصلی به داخل سایت بعضی متون به هم بریزد یا بعضی نمادها و اشکال درج نشود ولی در فایل دانلودی همه چیز مرتب و کامل است)

چکیده:

ژنراتورهای سنکرون ماشینی است که برای تبدیل انرژی مکانیکی به انرژی الکتریکیac به کار             می‌رود. در ژنراتور سنکرون یک ولتاژ dc به رتور داده می‌شود تا میدان مغناطیسی رتور شکل بگیرد و سپس رتور به حرکت در می‌آید و در سیم‌پیچ‌های استاتور ولتاژ سه فاز القاء می‌کند .یکی از مهمترین قسمت‌های سیستم تولید انرژی در نیروگاه‌ها، سیستم تحریک است. از طرفی روش تغذیه استاتیک این سیستم‌ها جزو معمولترین روش‌ها می‌باشد. یک سیستم تحریک استاتیک به لحاظ عملکرد شبیه تنظیم‌کننده اتوماتیک ولتاژ میدان رفتار می‌کند بطوریکه اگر ولتاژ ژنراتور کاهش داشته باشد جریان میدان را افزایش می‌‌دهد و بر عکس اگر ولتاژ ژنراتور افزایش داشته باشد جریان میدان را کاهش می‌دهد. درواقع سیستم تحریک استاتیک توان میدان اصلی ژنراتور تأمین می‌‌کند در حالیکه تنظیم‌کننده ولتاژ، توان میدان تحریک‌کننده را برآورده می‌سازد. در این پایان‌نامه اثر شفت در فرکانس های بالا رابصورت RL موازی و یاطاقان‌ها رابه صورت یک اثر خازنی C_b و اثر پوستی سیم پیچ ها را بایک مدل RL سری برای یک ژنراتور200 مگاولت امپریANSALDO نوع 1054در نظر خواهیم گرفت و حتی می‌توانیم برای افزایش دقت، مدل یکسوساز تریستوری را نیز در نظر بگیریم.

واژه‌های کلیدی: ژنراتور سنکرون– سیستم‌های تحریک و انواع آن- مبدل باک -شش پالسه تریستوری-ولتاژ شفت وجریان بیرینگ

 1-1- مقدمه:

همانطور که می‌دانیم ژنراتور یکی از اجزای اصلی موجود در هر نیروگاهی است و از آنجا که سیستم تحریک مهم‌ترین جزء هر ژنراتور را شامل می‌شود لذا سیستم تحریک نقش بسیار مهمی، در تولید برق دارد.

یکی از کاربردهای مهم سیستم تحریک، این است که می‌تواند ژنراتور را طوری هدایت کند که ژنراتور در ناحیه امن (محدوده پایداری) باقی بماند.

لذا با توجه به اهمیت و جایگاه بسیار مهم سیستم تحریک در نیروگاهها، طبیعی است که حساسیت روی سیستم تحریک بالا می رود و اگر مشکلی در سیستم تحریک ایجاد شود، این مشکل به طور مستقیم روی ژنراتور اثر می‌گذارد. به عنوان مثال در صورت عملکرد نا مناسب محدود کننده زیر تحریک و یا فوق تحریک ژنراتور آسیب می‌ببیند و در صورت ایجاد مشکل در ژنراتور ناپایداری در شبکه نیز به وجود خواهد آمد. جالب است که تمام نوساناتی که در شبکه ایجاد می‌شود از لحاظ ولتاژی و تا حدی از لحاظ فرکانسی، سیستم تحریک تا حدودی می‌تواند به آنها پاسخ دهد. تمام این موارد نشان‌دهنده اهمیت سیستم تحریک می‌باشد و همین اهمیت هم باعث می‌شود که وقتی ما می‌خواهیم سیستم تحریکی را عیب یابی کنیم باید اولاً تمام این اهمیت‌ها را در نظر بگیریم ثانیاً رفع عیب را در زمان کوتاهی انجام دهیم چرا که اگر عیب در مدت زمان کوتاه برطرف نشود به معنای آن است که در تولید برق توسط نیروگاه وقفه ایجاد شده است و این وقفه در تولید برای نیروگاه ضرر اقتصادی را به همراه دارد لذا لازم است که شناخت کافی نسبت به اجزای سیستم تحریک داشته باشیم . درسیستم تحریک استاتیک3 مؤلفه اصلی وجود دارند: قسمت کنترل، پل یکسوساز و ترانسفورماتور قدرت که در ترکیب باهم میدان ژنراتور را برای دستیابی به ولتاژ خروجی مناسب، کنترل می‌‌کنند. مدلسازی این سیستم می‌تواند بسیاری از تحلیل‌ها و آنالیزها را در این سیستم راحت‌تر کند. روشهای مدلسازی ریاضی به سه دسته تحلیلی، آزمایشی و ترکیبی تقسیم می‌شوند. در مدلسازی تحلیلی، معمولاً سیستم اصلی مورد مطالعه به مجموعه ای از سیستمهای فرعی تقسیم می‌شود. سپس مدل کلی با ترکیب این مدلهای فرعی بدست می‌آید. برای بدست آوردن رابطه ورودی و خروجی هر قسمت، از قوانین فیزیکی حاکم بر اجزای سیستم استفاده می‌شود. در مدلسازی آزمایشی با انجام آزمایش بر روی سیستم واقعی و ضبط ورودیها و خروجیها در حین آزمایش و پردازش سیگنالهای ضبط شده، مدل سیستم بدست می‌آید. در مدل سازی ترکیبی ساختار مدل به روش تحلیلی و پارامترهای آن به روش آزمایشی محاسبه می‌گردند .در مدلسازی تحلیلی سیستم تحریک، برای هر یک از اجزای این سیستم، مدل ریاضی منطبق بر ساختار آن در نظر گرفته می‌شود. بر اساس مقادیر عناصر و نیز اندازه‌گیری‌های انجام شده پارامترهای مدل هر یک از اجزا بدست می‌آید. در این پایان‌نامه می‌خواهیم مدلسازی سیستم تحریک ژنراتور سنکرون را با استفاده مدل همه قسمت‌های سیستم و به صورت توزیع شده بدست آوریم. در واقع برای آنالیز دقیق و صحیح سیستم تحریک باید یک مدل کامل و با در نظر گرفتن جزییات از جمله اثر پوستی در نظر گرفت

 1-2- بیان مسئله:

وظیفه اصلی سیستم تحریک تأمین جریان تحریک ماشین سنکرون است بعلاوه با کنترل ولتاژ تحریک وظیفه کنترل و حفاظت یک سیستم قدرت را بر عهده دارد. ]1[

برای تحریک ماشین‌های سنکرون روش‌های مختلفی وجود دارد ، این روش‌ها با پیشرفت تکنولوژی و گذشت زمان یکی پس از دیگری ابداع شده و برخی از این روش‌ها دارای معایبی بوده که باعث شده است به فکر تغییر سیستم و اصلاح وارتقاء آن‌ها بیفتیم. ]2[

سیستم تحریک با تغییر جریان dc سیم‌پیچ تحریک واقع بر روی رتور نیروی محرکه تولید شده ژنراتور را کنترل می‌کند وبا تغییر نیروی محرکه ژنراتور نه تنها ولتاژ خروجی تنظیم می‌شود بلکه ضریب قدرت و دامنه جریان نیز کنترل می‌شود.

برای دانلود متن کامل پایان نامه اینجا کلیک کنید.

پایان نامه طراحی و شبیه سازی شارژر کنترلر سیستم دوگانه خورشیدی و بادی متصل به باتری

 دانشگاه آزاد اسلامی

واحد دامغان

دانشکده مهندسی برق

پایان نامه برای دریافت درجه کارشناسی ارشد

در رشته مهندسی برق قدرت -گرایش الکترونیک قدرت

عنوان

طراحی و شبیه سازی شارژر کنترلر سیستم دوگانه خورشیدی و بادی متصل به باتری

استاد راهنما

دکتر عبدالحسین طحانی

برای رعایت حریم خصوصی نام نگارنده درج نمی شود

تکه هایی از متن به عنوان نمونه : (ممکن است هنگام انتقال از فایل اصلی به داخل سایت بعضی متون به هم بریزد یا بعضی نمادها و اشکال درج نشود ولی در فایل دانلودی همه چیز مرتب و کامل است)

چکیده:

در این پایان نامه، در فایل شبیه سازی از مدل­های واقعی سیستم فتوولتاییک، توربین بادی و ژنراتور سنکرون که از طریق یک خط انتقال 63 کیلو ولت و یک ترانسفورماتور کاهنده 20/63 کیلو ولت و یک بریکیر سه فاز به بار متصل شده استفاده شد. و به منظور ذخیره بخشی از انرژی الکتریکی تولید شده در سیستم فتوولتاییک از یک باتری شارژر نیز استفاده شد. این باتری شارژر در شرایطی که تولید توان الکتریکی از طریق سایر منابع تولید توان الکتریکی با کاهش مواجه شود می تواند با تزریق توان ذخیره شده به شبکه انرژی الکتریکی مورد نیاز بار سیستم را تامین نماید. سلول فتوولتاییک استفاده شده سیستمی غیرخطی می­باشد که بصورت یک منبع جریان موازی با دیود مدل می­شود. با توجه به پایین بودن ولتاژ خروجی سیستم فتوولتاییک، جهت کاربرد در سیستم توزیع الکتریکی لازم است از یک مبدل boost (افزاینده ولتاژ) در خروجی این سیستم استفاده شود تا ولتاژ خروجی به مقدار مطلوب برسد. الگوریتم استفاده شده در سیستم سلول خورشیدی الگوریتم P&Oمی باشد.

در این پروژه سرعت ثابت توربین بادی بر روی ژنراتور القایی مورد بررسی قرار گرفته است. سرعت توربین بادی پس از عبور از یک بهره تناسبی وارد تابع محاسبه کننده سرعت توربین بادی می شود. این تابع یک تابع غیر خطی است که سیگنال خروجی این تابع، به عنوان توان خروجی توربین بادی در نظر گرفته می شود. در ضمن توان مکانیکی ورودی توربین بادی پس از مقایسه با مقدار مرجع سیگنال کنترل تیغه پره توربین را تولید می کند که وارد کنترل کننده PI می شود. سیگنال خروجی کنترل کننده وارد بلوک محاسبه گر ضریب قدرت شده و پس از ضرب شدن در سیگنال توان مکانیکی، سیگنال توان خروجی توربین بادی را تولید می کند که به همراه توان خروجی سیستم فتوولتاییک جهت تامین بار سیستم توزیع تولید می شود.

کلمات کلیدی: سیستم فتوولتاییک، باتری شارژر، توربین بادی، کنترل کننده

فصل اول

 مقدمه

کنترل شارژر دستگاهی است که مابین پنل خورشیدی و باتری قرار می گیرد. وظیفه آن در سیستم های خورشیدی بسیار حیاتی و مهم است زیرا طول عمر باتری سیستم که تقریبا 30 درصد از کل هزینه را به خود اختصاص می دهد، بطور مستقیم به آن وابسته می باشد. چنانچه باتری بیش از حد شارژ گردد و یا اینکه بیشتر از حد ممکن تخلیه شود، آسیب جدی خواهد دید از این جهت دستگاه کنترل شارژر در مدار قرار داده می شود که در صورت شارژ یا دشارژ بیش از حد، باتری را محافظت نماید. شارژ کنترلرها بر مبنای این‌که تحمل چند آمپر جریان را دارند دسته بندی می‌شوند. استانداردهای بین‌المللی شارژ کنترلرها را ملزم به تحمل ۲۵% جریان اضافی در زمان محدود می نمایند. این موضوع باعث می-شود که در زمان افزایش بیش از حد تابش به کنترلر آسیبی نرسد. جریان بیش از حد می تواند به کنترلر آسیب برساند. انتخاب کنترلر شارژر با جریان بزرگ تر از حد مورد نیاز، امکان توسعه سیستم را در آینده فراهم می آورد بدون اینکه هزینه زیادی را تحمیل نماید. کنترلر همچنین از جریان معکوس در هنگام شب جلوگیری می نماید. جریان معکوس، مقدار جریانی است که هنگام شب در جهت معکوس از پانل می گذرد و باتری را تخلیه می کند.

همچنین امروزه نیاز به بهینه‌سازی مصرف انرژی بدون به‌وجود آوردن مشکلات جدید برای مصرف کنندگان امریست ضروری، که در عین حال باید قابلیت اطمینان بالایی هم داشته باشد. بنابراین امروزه استفاده از سیستم هیبرید گریزناپذیر است، که منجر به استفاده از مصرف کننده های الکتریکی بیشتر و قوی‌تر می‌گردد و در نتیجه انرژی الکتریکی مورد نیاز مصرف کننده افزایش می‌یابد.

ازاین روی، صنایع باتری‌سازی در صدد عرضه باتری‌های نو هستند، که همگام با تغییر تدریجی ساختار الکتریکی منابع تجدیدپذیر باشد. این درحالی است که نقش باتری به عنوان یک وسیله محوری برای حفظ عملکرد مطلوب و افزایش قابلیت اطمینان منابع تجدیدپذیر و مصرف کنندگان، که قابل نظارت و مدیریت نیز باشد، ارتقا یافته است[1].

از طرفی اغلب باتری‌ها نسبت به فراشارژ (overcharge) و فرودشارژ (over discharge) شدن حساسیت دارند و موجب تخریب باتری و صدمه زدن به آن می‌گردد. علاوه بر آن در فرآیندهای شارژ سریع، مطلوب است که باتری با استفاده از روشهای شارژ معمول که عمدتاً با استفاده از جریانهای بالا انجام می‌گیرد، در کوتاهترین زمان ممکن به حالت شارژ کامل برسد در عین حال که از ورود به ناحیه فراشارژ، جلوگیری گردد[3,2].

بنابراین عملکرد مطلوب باتری به تخمین حالت شارژ(‌‌SOC) و کنترل مناسب آن بستگی دارد. لذا ضروری است که با اندازه‌گیری و تخمین آن، شرایط را برای عملکرد مناسب باتری و نیز دستگاه‌های الکتریکی، از طریق مدیریت باتری در فراهم آورد. نظارت بر باتری سبب می‌‌‌گردد که بتوان از تمام توانایی باتری به بهترین شکل برای تأمین انرژی وسایلی که وابستگی بالایی به انرژی الکتریکی دارند استفاده کرد‌[3,1]. از آنجا که موضوع اصلی پایان‌نامه درباره شارژ باتری و کنترل آن در سطح مشخصی است، در ادامه به ارائه تعریفی از حالت شارژ می‌پردازیم.

برای دانلود متن کامل پایان نامه اینجا کلیک کنید.

پایان نامه شبیه سازی و کنترل یک سیستم تولید توان ترکیبی پیل سوختی/باطری/ ابر خازن به منظور تغذیه یک موتور الکتریکی جریان مستقیم



دانشگاه آزاد اسلامی واحد دامغان

دانشکده فنی و مهندسی

پایان ‌نامه جهت دریافت درجه کارشناسی ارشد در رشته مهندسی برق قدرت

موضوع

شبیه سازی و کنترل یک سیستم تولید توان ترکیبی پیل سوختی/باطری/ ابر خازن به منظور تغذیه یک موتور الکتریکی جریان مستقیم

استاد راهنما

جناب آقای دکتر حاجی زاده

استاد مشاور

جناب آقای دکتر حاجی زاده

برای رعایت حریم خصوصی نام نگارنده درج نمی شود

تکه هایی از متن به عنوان نمونه : (ممکن است هنگام انتقال از فایل اصلی به داخل سایت بعضی متون به هم بریزد یا بعضی نمادها و اشکال درج نشود ولی در فایل دانلودی همه چیز مرتب و کامل است)

چکیده

در این پایان نامه یک سیستم ترکیبی تولید توان با استفاده از پیل سوختی/باتری/ابرخازن برای تغذیه یک خودوری برقی سبک با سیستم درایو موتور الکتریکی تحریک مستقل مورد مطالعه و شبیه سازی قرار گرفت. سیستم خودروی برقی از یک سیستم پیش خور و کنترلی، منابع چندگانه، واحد کنترل قدرت و سیستم مدیریت انرژی، ماشین DC تحریک مستقل و بار خودروی برقی تشکیل شده است. مرجع سرعت سیستم مطابق درایو ECE-47 انتخاب شده است. بعبارتی یک مدل شامل چند منبع انرژی، مبتنی بر قواعد منطقی، الگوریتم کنترلی و سیستم ذخیره انرژی برای یک خودروی برقی سه چرخ سبک ارائه گردیده است. ویژگی اصلی خودروی برقی سبک از استراتژی کنترلی آن نشات می گیرد که سیستم مدیریت انرژی را برای باتری، پیل سوختی و ابرخازن تحت بار های مختلف پشتیبانی می کند. نتایج شبیه سازی نشان می دهد که الگوریتم کنترلی می تواند بصورت کاملاً برنامه ریزی شده، سیستم چند منبعی را مدیریت کند. کاربرد مهم سیستم مدیریت انرژی، مصالحه بین ذخیره سازی سوخت به همراه یک رانندگی پاک و همچنین کمک به موتور و باتری از نظر هزینه است. در این پایان نامه در سیستم کنترل قدرت از کنترلرهای تناسبی-انتگرالی استفاده شده است. نتایج شبیه سازی نشان داده است که استفاده از کنترلرهای فازی در مقابل کنترلرهای بهره ثابت تناسبی-انتگرالی، قابلیت سیستم مورد مطالعه را در پیگیری سرعت مرجع بیشتر افزایش می دهد. کنترلرهای فازی نسبت به کنترلرهای تناسبی-انتگرالی که در مقابل نوسانات سرعت پارامترهای آن ها ثابت می باشد، پارامترهای خود را به روز کرده که به این کنترلرها خودتنظیم گفته می شود. بنابراین در برابر تغییرات سرعت عملکرد بهتری از خود نشان می دهند.

کلمات کلیدی: سیستم ترکیبی تولید توان، باتری، پیل سوختی، ابر خازن، الگوریتم کنترلی سیستم مدیریت انرژی، کنترلر فازی

1-1 مقدمه

صنعت حمل و نقل و ترابری جز صنایعی است که همیشه مورد توجه متخصصین و صنعتگران می باشد. دانشمندان همیشه در این تلاش بوده اند تا خودروهایی تولید کنند که نسبت به خودروهای معمولی، عملکرد بهتر، مصرف سوخت پایین تر و آلودگی کمتری داشته باشند. در این راستا تلاش قابل توجهی در جهت ارتقای کیفیت سوخت های مصرفی در خودرو ها از بنزینی به صورت های دیگر انجام پذیرفته است. بعنوان مثال تحقیقات گسترده ای در مورد سوخت های هیدروژنی و پیل های سوختی^[1] انجام شده است. اما به دلیل هزینه تولید بالا و همچنین مشکلات ناشی از ماهیت این نوع سوخت ها (اشتعال پذیری بالا و شرایط ذخیره سازی دشوار) مصرف آن ها بصورت فراگیر امکانپذیر نشده است ]1[.

امروزه استفاده از خودروهای الکتریکی که در آن ها موتور الکتریکی به تنهایی نیروی پیشران را تولید می کند مرسوم نشده است. اولین عامل هزینه بسیار بالای تولید این خودروها می باشد که باعث افزایش قیمت آن ها می گردد. علاوه بر این این خودروها به ازای هر بار شارژ شدن مسافت کمی را طی می کنند. از طرف دیگر مدت زمان لازم برای شارژ باطری در این خودروها بسیار زیاد است که استفاده از این خودرو ها را نسبت به خودروهای احتراقی محدود نموده است ]1[.

بر طبق آمار بدست آمده در سال 1980، حدود 30 در صد از کل آلودگی کربنی تولید شده در ایالات متحده در اثر استفاده از موتورهای احتراقی^[2] بوده که این میزان در سال 2000 به 40 درصد افزایش پیدا کرده است. یک موتور احتراقی معمولا در بهترین شرایط، بازدهی در حدود 32 درصد دارد. در حالت عادی، بازده موتور احتراقی معمولی در شهر حدود 18 درصد و در بزرگراه ها حدود 26 درصد است ]2[. یکی از راهکارهایی که برای بالا بردن بازده موتورهای احتراقی بکار میرود پایین آوردن مصرف سوخت آن ها می باشد. به این صورت آلودگی خودروها را نیز می توان کاهش داد.

از معایب خودروهای احتراقی می توان به موارد زیر اشاره کرد ]2[:

• اندازه موتور احتراقی بگونه ای است که بتوانند قدرت لازم جهت شتاب گیری مطلوب را برای خودرو فراهم کنند. لذا این موتورها معمولا حجیم و سنگین هستند.
• راندمان حرارتی این موتورها بستگی زیادی به نقطه کار آن ها دارد و دائما در طول حرکت اتومبیل بسته به شرایط تغییر می کند. بعلاوه چون این موتورها باید بگونه ای طراحی شوند که پاسخگوی نیاز خودرو در هنگام شتاب گیری باشند، در مواقع عادی راندمان بسیار پایینی دارند.
• کل انرژی جنبشی خودرو در هنگام ترمز گیری به گرما تبدیل شده و به هدر می رود.

با بررسی انجام شده توسط پژوهشگران متوجه این مساله شده اند که استفاده از خودرو های هیبرید الکتریکی می تواند پاسخگوی مطالب بیان شده باشد. خودروی هیبرید^[3] به خودرویی گفته می شود که برای تولید قدرت از دو یا چند منبع تولید کننده انرژی و مبدل انرژی بهره می برد. امروزه استفاده از منابع انرژی نو در خودروهای هیبرید با استقبال چشمگیری روبرو شده است. معمول ترین منبع انرژی نو که در این خودروها بکار میرود، پیل سوختی می باشد. همچنین از باطری نیز در این خودروها استفاده می شود. با بکارگیری خودروهای هیبرید امکان استفاده از قابلیت های هر دو نوع خودروی احتراقی و الکتریکی فراهم می گردد. بنابراین با استفاده از خودروهای هیبرید آلودگی زیست محیطی کاهش می یابد همچنین قدرت شتاب گیری ماشین تقویت می شود ]3[. با توجه به استفاده از دو منبع اصلی پیل سوختی و کمکی باطری، کنترل این دو منبع مساله ای پیچیده می باشد. با کنترل این دو منبع می توان میزان مصرف سوخت خودرو، سطح آلودگی تولید شده و همجنین میزان شارژ باطری ها را تعیین نمود.

با توجه به مطالب مطرح شده، هدف استفاده از خودروهای هیبرید این است که از مزایای هر دو موتور احتراقی و الکتریکی استفاده شده و معایب آن ها نیز مرتفع گردد. برخی از نقاط ضعف موتورهای احتراقی در زیر ارائه شده است ]2[.

• با بکارگیری سیستم رانش الکتریکی در کنار سیستم رانش احتراقی، بخش عمده ای از توان خودرو در مواقع شتاب گیری و شیب پیمایی توسط سیستم الکتریکی تامین می شود. بنابراین اندازه موتور احتراقی کاهش می یابد.
• شرایط کاری موتور احتراقی بطور کامل یا جزیی از شرایط کاری خودرو نظیر سرعت، شتاب، گشتاور و توان می باشد و در نتیجه موتور احتراقی در اکثر موارد در محدوده راندمان حداکثر خودش کار می کند.
• در هنگام ترمز گیری، موتور الکتریکی بصورت ژنراتور عمل کرده و انرژی جنبشی خودرو را تا اندازه زیاد بازیافت می کند. این انرژی در هنگام شتاب گیری مجددا به خودرو برگردانده می شود.

با توجه به خودروهای هیبریدی در سال های اخیر مطالعات بسیاری درباره طراحی و ساخت این نوع از خودروها انجام شده است.

برای دانلود متن کامل پایان نامه اینجا کلیک کنید.

پایان نامه طراحی و ساخت مبدل DC-DC ایزوله برای صفحات خورشیدی

دانشگاه آزاد اسلامی

       واحد دامغان

       دانشکده فنی

پایان نامه برای دریافت درجه ارشد رشته برق

 گرایش: قدرت

    عنوان:

طراحی و ساخت مبدل DC-DC ایزوله برای صفحات خورشیدی

استاد راهنما:

دکتر محمد علی صدرنیا

برای رعایت حریم خصوصی نام نگارنده درج نمی شود

تکه هایی از متن به عنوان نمونه : (ممکن است هنگام انتقال از فایل اصلی به داخل سایت بعضی متون به هم بریزد یا بعضی نمادها و اشکال درج نشود ولی در فایل دانلودی همه چیز مرتب و کامل است)

چکیده:

پایان نامه زیر به نحوه طراحی و ساخت مبدل DC-DC ایزوله شده با یک سطح ولتاژثابت dc ناشی از انرژی خورشیدی به یک سطح ولتاژکنترل شده خروجی با کیفیت مطلوب طراحی و ساخته شده است.

وجود ترانسفورمر ایزوله علاوه بر جداسازی الکتریکی خروجی از ورودی امکان خروجی های چند گانه و معکوس کننده جهت جریان را فراهم می سازد .ولتاژ ورودی این مبدل v dc 24و خروجی آن ولتاژ متغیر از 0 تا dc 220 با توان w 500 که تقریبا از توپولوژی push pull طبعیت شده و از 4 قسمت اساسی الف:منبع pv شامل 2 صفحه 12 ولتی ب : مبدل DC-AC  ج : ترانسفورمر ایزوله د: مبدل AC-DC

واژگان کلیدی:مبدل DC-DC –کانورتر-اینورتر

  کاربرد انرژی خورشیدی به عنوان یک منبع انرژی برای مصارف بزرگ از امیدهای آینده است.اشکال بزرگ در کاربرد انرژی خورشیدی،متمرکز نبودن،تناوبی بودن و ثابت نبودن مقدار تشعشع خورشید می‌باشد.اگر وسیله‌ایجهت متمرکز نمودن آن تهیه گردد،به طوری که نوسانات آنتأثیر زیادی بررویآن نگذارد،خورشید به یک منبع انرژی بزرگ مبدل می‌گردد که تا قرن‌هامی‌تواندتأمین کننده نیاز انرژی بشر باشد.با توجه به وضع انرژی در جهان و رشد جمعیت و مصرف انرژی،اگر به طور هوشمندانه رفتار شود ملاحظهمی‌گردد خورشید تنها منبع انرژی است که به وفور و بصورت رایگان و در همه ادوار در اختیار بشر می‌باشد.

در این فصل با سیستم‌های فتوولتائیک یا پنل های خورشیدی آشنا می‌شویم.این پنل ها با قرارگیری مناسب در معرض اشعه‌ی خورشید انرژیآن را به الکتریسیته تبدیل می‌کنند در واقع پنل های خورشیدی از سلول‌های سیلیکونی ساخته می‌شوند و هنگامی که در معرض نور خورشید قرار می‌گیرند در اثر فعل و انفعالاتی در داخل آن حرکت الکترون‌ها را موجب شده و بدین طریق جریانDC را در خروجی این سلول و در کل آرایه‌ی فتوولتائیک خواهیم داشت.

1-1-سیستم‌های فتوولتائیک

سیستم‌های فتوولتائیک یکی ازپرمصرف‌ترین کاربرد انرژی نو می‌باشدوتاکنون سیستم‌های گوناگونی باظرفیت‌های مختلف 5/0وات تاچندمگاوات،درسراسرجهان نصب وراه اندازی شده است وباتوجه به قابلیت اطمینان وعملکرداین سیستم‌ها هر روزه برتعدادمتقاضیان آنهاافزوده می‌شود.از اینرو مطالعات زیادی پیرامون سیستم‌های فتوولتائیک در حال انجام است.

فتوولتائیک از دو کلمه فوتو که در زبان یونانی به معنای نور می‌باشد و کلمه ولتائیک به معنای الکتریسیته گرفته شده است لذا فتوولتائیک به معنای الکتریسیته نوری می‌باشد.به پدیده‌ای که در اثر تابش نور بدون استفاده از مکانیزم‌های محرک،الکتریسیته تولید کند پدیده فتوولتائیک و به هر سیستمی که از این پدیده استفاده کند سیستم فتوولتائیک گویند.به صفحه‌ای که انرژی تابشی خورشیدرا به انرژی الکتریکی تبدیل می‌کند،سلول یا باطری خورشیدی می‌گویند.سلول‌های خورشیدی به طورعمده ازسیلیسیوم ساخته می‌شود.

شکل1-1 نحوه عملکرد یک سلول فتوولتائیک

این سلول‌هاکریستال‌های صافی هستند که از یک سری لایه نازک از جنس نیمه هادی ساخته شده‌اند که ویژگی‌های الکترونیکی متفاوتی دارند و این امر موجب پیدایش میدان‌هایالکتریکی قوی درون آنها می‌شود.هنگامی که نور وارد کریستال می‌شود،الکترون‌هایی که توسط نور تولید می‌شوندبه وسیلهاین میدان‌ها جدا و اختلاف پتانسیلی بین وجوه بالایی و پایینی سلول بوجودمی‌آید،در صورتی که مسیر مدار بسته شود آنگاه این اختلاف پتانسیل جریان مستقیمی را بوجودمی‌آورد.برای بدست آوردن ولتاژ و جریان مورد نظر سلول‌ها را با آرایش‌های مختلف به هم متصل کرده و بصورت ماژول درمی‌آورند.ماژول‌ها روی یک صفحه یا قاب فلزی(معمولاً آلمینیومی)نصب شده و پنل یا صفحه فتوولتائیک را تشکیل می‌دهند[1].

شکل1-2 سلول،ماژول و آرایه فتوولتائیک

شکل1-3 ساختار داخلی سلول فتوولتائیک

از سری و موازی کردن سلول‌هامی‌توان به جریان‌ها و ولتاژهای مورد نظر رسید.سلول‌های سری شده ولتاژ بیشتر را بدستمی‌دهند و همچنین سلول‌های موازی شده جریان بیشتری را تولید می‌کنند.

شکل 1-4 اتصال الکتریکی سلول‌هابصورت سری و موازی

امروزه این گونه سلول‌هامعمولاً از سیلیسیم تهیه می‌شوند و سیلیسیم مورد نیاز از شن و ماسه تهیه می‌شود که در مناطق کویری کشور به وفور یافت می‌شود.سیلیسیم یک نیمه هادی است که به طور خالص از نظر هدایت الکتریکی،هادی ضعیفی است ولی اگر در موقع پالایش،به آن فسفر اضافه شود،با منفی(الکترون) پیدا کرده و در صورتی که بور به آن اضافه شود،بار مثبت(حفره) پیدا می‌کند.نوع اول را سیلیسیم نوع N و نوع دوم را نوع Pمی‌نامند.سیلیسیم دارای 4 الکترون در مدار خارجی خود می‌باشد،هنگامی که اتم فسفر به داخل کریستال سیلیسیم وارد شود با توجه به اینکه فسفر دارای 5 الکترون در مدار خارجی خود است 4 الکترون مدار خارجی فسفر با 4 الکترون مدار خارجی سیلیسم یک مدار بوجود آورده و به این ترتیب یک الکترون بصورت آزاد باقی می‌ماند و نیمه هادی نوع Nبوجودمی‌آید و به همین ترتیب چنانچه به جای فسفر اتم بور را که دارای 3 الکترون در مدار خارجی خود است به سیلیسیم اضافه کنیم یک حفره بوجودمی‌آید یعنی سیلیسیم بصورت مثبت باردار شده است در این هنگام کریستال نوع P را تشکیل داده‌ایم.

شکل1-5 نحوه تشکیل الکترون آزاد و حفره در ترکیب فسفر و بور با سیلیسیم

حال اگر یک طرف یک سیلیسیم نوعP را از نوع N باردار کنیم یک اتصال P-N به جود می‌آید.در طرف نوع Pحفره‌های آزاد و اتم بور با بار منفی و ساکن و در طرف نوع Nالکترون‌های آزاد و اتم‌های فسفر با بار مثبت وجود دارند.

حال اگر یک فوتون(ذره‌ای از نور) به اتصال P-N ما برخورد کند الکترون را از اتم سیلیسیم جدا کرده و در نتیجه حفره بوجودمی‌آورد.حفره‌ی مزبور تحت تأثیر میدان موجود به سمت ناحیه P و الکترون به سوی ناحیه N حرکت کرده و این دو حرکت مخالف با بارهای مختلف،یک جریان الکتریکی بوجودمی‌آورند.با اتصال کنتاکت هایی به رویه‌های قطعات نیمه هادی،مداری تشکیل می‌شود که اجازه برگشت الکترون‌ها را به اتصال نوع P از میان یک بار خارجی را می‌دهد.

برای هر سلول فتوولتائیک یک جریان اتصال کوتاه و یک ولتاژ مدار باز تعریف می‌شود.تحت آزمایش‌هایی که در شرایط متفاوتی در تابش خورشید 1000 و با سلولی در دمای 27 درجه سانتیگراد به عمل آمده مقدار جریان اتصال کوتاه بین 1 الی 2/1 آمپر در هر سانتیمتر مربع سطح سلول،ولتاژ مدار باز در حدود 55/0 الی 77/0 ولت بدست آمده است.میزان افزایش و یا کاهش ولتاژ به ازای هر درجه سانتیگراد،برابر 22/0 ولت آزمایش شده است.از آنجایی که در روزهای صاف آفتابی به طور متوسط شدت تشعشع خورشید در حدود 1000و درجه حرارت متوسط 27 درجه سانتیگراد می‌باشد،پس سلول‌های فتوولتائیک می‌توانند نتیجه مطلوبی در عملکرد خود داشته باشند.

-2-مزایاومعایب سیستم‌های فتوولتائیک

آلودگیهای زیست محیطی ناشی از سوخت‌های فسیلی و پایان پذیر بودن منابع آنها ،تلاش و تحقیقات وسیعی را در بکارگیری انواع دیگری از انرژی، بخصوص انرژی‌های جدید،موجب شده است.انرژی خورشیدی به دلیل نا محدود بودن ،در دسترس بودن و سازگاری با محیط زیست موجب شده است سیستم‌های فتوولتائیک بیشترین بازار تجاری را در زمینه کاربرد انرژی‌های نو داشته باشد .

پاره‌ای از ویژگی‌ها و مزایایسیستم‌های فتوولتائیک که موجب گسترش استفاده از آن در کشور های مختلف شده است در زیر آمده است.

1ـ بی نیازی به سوخت فسیلی

2ـ حفظ محیط زیست و عدم ایجاد آلودگی

3ـ طول عمر مفید بالا (بیش از 20 سال )

4ـ قابلیت اطمینان بالا به دلیل نداشتن بخش‌های متحرک مکانیکی

5ـ پایین بودن احتمال بروز حوادث خطرناک مانند انفجار وآتش سوزی

6ـ سهولت در نصب و راه اندازی و همچنین بی نیازی به تجهیزات پیچیده و نیروی انسانی متخصص

7ـ قابلیت تغییر توان با افزایش و کاهش ظرفیت سیستم‌های فتوولتائیک در صورت نیاز با استفاده از افزودن یا کاستن تعداد ماژول‌هادر مقابل موارد ذکر شده بزرگترین عیب سیستم‌های فتوولتائیک برای استفاده از توان‌های زیاد، قیمت بالای آن در مقایسه با سایر منابع است. اگر چه با پیشرفت تکنولوژی هزینه سیستم‌های فتوولتائیک روز به روزکاهش می‌یابد ،ولی قبل از هر اقدامی تحقیق و بررسی در زمینه صرفه اقتصادی جهت به‌کارگیری هر یک از منابع لازم و ضروری است.

1-3تکنولوژی‌های ساخت سلول‌های فتوولتائیک

برای دانلود متن کامل پایان نامه اینجا کلیک کنید.

پایان نامه ارائه ساختار جدید برای اینورترهای چند سطحی با تعداد منابع ولتاژ dc کمتر

دانشگاه آزاد اسلامی

 

 

دانشکده­ی فنی و مهندسی-گروه مهندسی برق

پایان نامه برای دریافت درجه­ کارشناسی ارشد  «M.Sc.»

گرایش: قدرت

عنوان:

تاثیر قطار و  راه ­آهن برقی بر تغییرات و انحنای منحنی بار

استاد راهنما:

استاد مشاور:

نگارش:

برای رعایت حریم خصوصی نام نگارنده پایان نامه درج نمی شود

تکه هایی از متن پایان نامه به عنوان نمونه :

(ممکن است هنگام انتقال از فایل اصلی به داخل سایت بعضی متون به هم بریزد یا بعضی نمادها و اشکال درج نشود ولی در فایل دانلودی همه چیز مرتب و کامل است)

چکیده

مطالعات بار بخشهای گسترده­ای از مباحث مربوط به صنعت برق و انرژی الکتریکی مصرفییک کشور را در بر می­گیرد. میزان انرژی الکتریکی مصارف مختلف نیز از عوامل مختلفی، نظیر پارامترهای محیطی، زمانی و رشد اقتصادی و جمعیتی تأثیر می­پذیرند. ضرورتها و انگیزه­های مختلفی از جمله ضرورت جلوگیری از رشد غیر منطقی بار و شاخصه های تولید، ضرورت کاهش و کنترل میزان سرسام آور پرداخت یارانه، مسائل زیست محیطی، گسترش بهره­گیری از برق هسته­ای، کاهش خاموشیها، گرایش به بهینه سازی به جای ظرفیت سازی و سود بهینه سازی در بازار برق، کنترل مصرف توسط مدیریت سمت تقاضا را اجتناب ناپذیر کرده است. از طرف دیگر لزوم افزایش سهم ناوگان ریلی برقی در جابجایی بار و مسافر، ما را به سمت استفاده از قطارهای برقی جهت کمک به تسطیح بخشی از منحنی بار سوق می­دهد. برنامه ریزی جهت بهره­برداری از راه­آهن برقی در زمان بار پایه، علاوه بر کمک به افزایش ضریب بار، موجب آسانتر شدن مساله در مدار قرار گرفتن نیروگاهها و پخش اقتصادی بار خواهد شد. در غیر اینصورت، این بار وارد شده به شبکه، حتی می­تواند باعث بدتر شدن شاخصهای منحنی بار به دلیل همزمانی ورود آن با زمان اوج مصرف شود. راه آهن برقی تنها یکی از ابزارهای کمک به تسطیح منحنی بار می­باشد، چرا که هر مصرف کننده صنعتییا غیر صنعتی بزرگ دیگر در صورت برنامه­ریزی صحیح مصرف می­توانند کمک کننده باشند. در این پایاننامه از راه آهن برقی برای کمک به تسطیح بخشی از منحنی بار استفاده شده است. در ابتدا مشخصات منحنی حداکثر شدن انرژی مصرفی در راه آهن برقی در طول دوره میان باری و بار پایه محاسبه شده و سپس با بکارگیری این مشخصات، برنامه ریزی حرکت با استفاده از روشهای هوشمند صورت گرفته است. در انتها نیز با مقایسه نتایج روشهای به کار رفته و زمان اجرای آنها، بهترین روش برنامه ریزی حرکت قطارها معرفی شده است.

کلمات کلیدی: مدیریت سمت تقاضا- منحنی بار الکتریکی- راه­آهن برقی- الگوریتم ژنتیک- الگوریتم اجتماعبهینه ذرات- دره زدایی- PSO- GA- DSM

 

فصل اول

 

کلیات تحقیق

مطالعات بار بخشهای گسترده­ای از مباحث مربوط به صنعت برق و انرژی الکتریکی یک کشور را در بر می­گیرد. این مطالعات جهت شناسایی و آنالیز عوامل مؤثر بر انرژی الکتریکی مصرفی صورت می­گیرد، که قسمت عمده ای از این مطالعات روی تغییرات بار، تغییرات روند پیک بار سالانه و برآورد مصارف بخشهای مختلف، طی سال های آتی صورت می­گیرد.

 

1-1- دیدگاههای تولید

در دیدگاه ملی، منافع عمومی کشور نظیر منافع سیاسی، امنیت ملی و اجتماعی مقدم بر مطالعات اقتصادی بوده و حتی می­تواند در تناقض با آن نیز باشد. در کشورهای توسعه­یافته، با توجه به شفافیت نرخ انواع حامل­های انرژی و کالا و نیز عدم وجود یارانه­های بخشی و بین­بخشی حامل­های انرژی و خدمات، دیدگاه ملی مترادف با دیدگاه کاملاً اقتصادی بنگاهی خواهد بود. اما این امکان نیز وجود دارد که برخی اقدامات، جهت مواجهه با برخی شرایط و حوادث پیش­بینی نشده مانند بحران­های سیاسی و ملاحظات زیست محیطی، نظیر سیاست های موقت حمایتی و قوانین کلی در کشورهای توسعه­یافته­ی دارای صنعت برق با دیدگاه کاملاً اقتصادی نیز بروز دهد، که موقتاً باعث تفکیک دو دیدگاه ملی و بنگاهی از یکدیگر شود. بنابراین در مطالعه و دیدگاه ملی، عدم حذف یارانه­های سوخت و اعمال هزینه­های زیست­محیطی و نیز در نظر گرفتن سیاستهای حمایتی می­توانند صنعت برق کشوری را در زمره­ی دیدگاه­های ملی نگه دارد. اما دیدگاه بنگاهی، دیدگاهی کاملاً متفاوت و حتی در مواردی متناقض با دیدگاه ملی است. در دیدگاه بنگاهی، سناریوهای سرمایه­گذاری پیش­رو نگاه کاملاً اقتصادی به خود می­گیرد. در ایران شرکت برق و به عبارت بهتر توانیر، همان بنگاه می­باشد که از یارانه­های بخشی و بین­بخشی گسترده­ای بهره می­برد. اگر بخواهیم تفاوت عمده دو دیدگاه را بیان کنیم، باید وجود یا عدم وجود پرداخت یارانه و اقتصاد باز یا انحصارگرایی را در وجود یا عدم وجود هر دیدگاه جستجو کنیم. اما به هر حال امید است در افق بلند مدت و با توجه به برنامه­ریزی­های صورت گرفته در برنامه­های توسعه­ای کشور، این دو دیدگاه (همانند کشورهای برخوردار از صنعت برق پیشرفته) به یکدیگر نزدیک شده و یکی شوند.

برای دانلود متن کامل پایان نامه اینجا کلیک کنید.

پایان نامه بازیابی تصاویر هواپیماهای جنگنده بر اساس مدل سه‌بعدی

دانلود متن کامل پایان نامه مقطع کارشناسی ارشد رشته الکترونیک

با عنوان :بازیابی تصاویر هواپیماهای جنگنده بر اساس مدل سه‌بعدی

 

استاد راهنما:

دکتر امیدرضا معروضی

پایان ‌نامه ارشد جهت اخذ درجه کارشناسی ‌ارشد

 

بهمن 1391

 

 

 

تکه هایی از متن به عنوان نمونه:

چکیده

در این پایان‌نامه، مسأله بازیابی تصاویر هواپیماهای جنگنده از یک پایگاه‌داده شامل 10 مدل مختلف بر اساس یک تصویر پرس‌وجو[1]، مورد بررسی قرار گرفته است. هواپیماهای هم‌مدل با تصویر پرس‌وجو در درون پایگاه‌داده شناسایی شده و به کاربر ارائه می‌شوند. چالش اصلی در بازیابی تصاویر هواپیماهای جنگنده، هم زاویه نبودن منظر دید دوربین در تصاویر موجود در پایگاه‌داده و تصویر پرس‌و‌جو است، که برای حل آن استفاده از مدل سه‌بعدی هواپیماهای جنگنده و تهیه تصاویر مرجع از زوایای دید مختلف توسط نگاشت‌های هندسی سه‌بعدی (دوربین‌های مجازی) پیشنهاد شده است.

سه روش مختلف برای استخراج ویژگی از تصاویر و اندازه‌گیری شباهت تصاویر پیشنهاد داده‌ایم که دو روش آن حساس به دوران و روش دیگر مقاوم به دوران می‌باشد. در روش‌های حساس به دوران، روش اول بر مبنای اندازه‌گیری مساحت ناحیه ناهمپوشان و دیگری بر مبنای هیستوگرام زاویه گرادیان کار می‌کند. در روش مقاوم به دوران از گشتاورهای زرنیک برای استخراج ویژگی استفاده شده است.

نتایج شبیه‌سازی برتری روش گشتاورهای زرنیک به لحاظ دقت بازیابی را با دقتی حدود 8/80% نشان می‌دهد که علیرغم استفاده از چند کلاس مشابه در پایگاه‌داده، این دقت بازیابی امیدبخش می‌باشد

کلمات کلیدی: بازیابی تصویر، مدل سه‌بعدی، هیستوگرام زاویه گرادیان، مساحت ناحیه ناهمپوشان، گشتاورهای زرنیک، دوربین‌ مجازی، هواپیمای جنگنده.

 

1-1 مقدمه

سیستم‌های بازیابی تصاویر بر اساس محتوا (CBIR)[1]، شامل مجموعه‌ای از روش‌ها می‌باشند که عمل بازیابی را برای تعیین تصاویر مورد نظر کاربر بر اساس مشخصه‌های دیدنی سطح پایین مانند رنگ، بافت، شکل و یا مشخصه‌های معنایی سطح بالا از پایگاه‌داده تصویر انجام می‌دهند. در این سیستم‌ها بازیابی تا حد بسیار بالایی به مشخصه‌های دیدنی سطح پایین مربوط است. با توجه به این امر که کاربرد این سیستم‌ها امروزه به میزان گسترده‌ای در حال افزایش است، بنابراین نیاز به تکنیک‌هایی که بتوانند عمل بازیابی را به صورت هر چه دقیق‌تر انجام دهند ضروری به نظر می‌رسد.

از آنجا که دو مرحله اصلی در تمامی سیستم‌های CBIR، استخراج مشخصه‌های دیدنی و اندازه‌گیری مشابهت می‌باشد، محققان برای بالا بردن دقت عمل بازیابی، امروزه روش‌های مختلفی در حوزهCBIR ، در جهت تعیین مشخصه‌های کارآمد برای نمایش محتوای تصاویر و تکنیک‌های تطبیقی برای تعیین هر چه کارآمدتر میزان مشابهت بین تصاویر، ارائه نمودند.

انسان جهان واقعی را به صورت معنایی درک می‌کند اما سیستم‌هایCBIR ، تصاویر را بر اساس مشخصه‌های سطح پایین مانند رنگ، بافت و شکل درک می‌نمایند . بنابراین بین درک سیستمی و درک انسان، فاصله‌ای وجود دارد که به آن “فاصله معنایی” گویند.

بنابراین یکی از مشکلات اساسی در سیستم‌های بازیابی تصویر بر اساس محتوا، فاصله معنایی بین درک سیستم و درک انسان می‌باشد، به‌طوری‌که هر چه روش‌های ارائه شده در سیستم‌های بازیابی بتوانند در تعیین بردار مشخصه‌ای و مشابهت بین تصاویر، این پارامتر را بیشتر کاهش دهند، روش‌های مناسب‌تری می‌باشند.

هر چند محققان امروزه تکنیک‌های مختلفی را بر مبنای مشخصه‌های سطح پایین برای تعیین بردار ویژگی معنایی که بسیار نزدیک به ادراک انسانی است ارائه نموده‌اند، اما باز هم بردار حاصله در بسیاری از موارد فاصله معنایی زیادی با ادراک انسانی دارد]1[.

برای دانلود متن کامل پایان نامه اینجا کلیک کنید.

پایان نامه استخراج ویژگی زمانی- فرکانسی جهت شناسایی دیداری مصوت های فارسی

عنوان :استخراج ویژگی زمانی- فرکانسی جهت شناسایی دیداری مصوت های فارسی

 

برای رعایت حریم خصوصی نام نگارنده درج نمی شود

استاد راهنما:

آقای دکتر مروی

 

استاد مشاور:

آقای دکتر احمدی فرد

 

پایان نامه ارشد جهت اخذ درجه کارشناسی ارشد

تکه هایی از متن به عنوان نمونه :

چکیده

در این پایان­نامه روشی برای شناسایی مصوت­های فارسی در کلمات تک سیلابی ارائه می­شود. برای این منظور پس از جداسازی فریم­های تصویر و انتخاب فریم­هایی که مربوط به تلفظ مصوت موجود در کلمه تک سیلابی بودند و نیز استخراج ناحیه­ای پیرامون لب­ها، ویژگی­های مختلفی همچون ضرایب کسینوسی و ضرایب موجک و ضرایب MFCC برای تشخیص مصوت­ها در کلمات تک سیلابی استخراج گردید. پس از آن توسط روش کاهش ویژگی LSDA، ویژگی­ها را کاهش داده و سایز ویژگی­ها را به 25 تغییر دادیم. در نهایت موثرترین ویژگی­ها برای شناسایی مشخص گردید. در این تحقیق از پایگاه داده­ای شامل کلمات تک سیلابی، که توسط گویندگان مختلفی ادا شده بود و شامل 580 ویدیو بود استفاده گردید. از 381 ویدیو برای آموزش و از 199 ویدیو برای آزمایش استفاده نمودیم. ویژگی­های استخراجی به عنوان ورودی به شبکه عصبی دو لایه با 20 نرون در لایه میانی و یک نرون در خروجی اعمال شدند. از تابع فعالسازی تانژانت سیگموید در لایه میانی و تابع خطی در خروجی استفاده کردیم و برای آموزش شبکه از روش گرادیان نزولی با نرخ آموزش متغیر استفاده نمودیم. بهترین نرخ شناسایی 95.75 بود که از محاسبه ضرایب MFCC از 4/1 بردار ضرایب DCT بعد از اسکن زیگزاگ ماتریس ضرایب کسینوسی به دست آمد.

کلمات کلیدی:

لب خوانی، شناسایی مصوت، ویژگی های زمانی- فرکانسی، کاهش ابعاد ویژگی، شبکه های عصبی

 

 

1 مقدمه

از دیر باز بشر، با این واقعیت آشنا بوده است که برای درک بهتر گفتار می­تواند به حرکات لب و دهان گوینده در حین گفتار و هنگام ادای کلمات توجه کند. احتمالاً همه ما به طور ناخودآگاه تا حدی از این جنبه غیر صوتی گفتار استفاده کرده و هنگامی که محیط شنوایی، دچار همهمه و سر و صدا و آغشته به نویز صوتی می‌شود، به حرکات لب گوینده توجه بیشتری می‌کنیم. این امر در مورد مخاطبینی که دارای نقص در سیستم شنوایی خود هستند از اهمیت بالاتری برخوردار می­باشد. ضمناً حرکات لب یا سیگنال تصویری گفتار می­تواند به طور قابل ملاحظه­ای دقت سیستم­های تشخیص گفتار صوتی را خصوصاً در محیط­های نویزی بهبود بخشد. همزمان کردن حرکات لب و صدای گفتار، برطرف کردن خطای تأخیر بین صوت و تصویر و دوبله اتوماتیک تصویری از دیگر کاربردهای این مقوله می­باشد.

افرادی زیادی هستند که دچار آسیب در سیستم صوتی بوده و به دلیل عدم برخورداری از صدای مناسب، قادر به برقراری ارتباط با دیگران نیستند این افراد معمولاً توانایی انجام صحیح حرکات لب به شکلی که برای تکلم لازم است را داشته و در حالت ایده­آل می­توان با انجام لب­خوانی به مقصود آن­ها پی برد. گفتار بشری به دفعات به صورت صوتی و تصویری در طبیعت تکرار شده است. گفتار صوتی به شکل موج تولید شده توسط گوینده و گفتار دیداری به حرکات لب و زبان و ماهیچه­هایی که در صورت است اشاره دارد. در گفتار صوتی واحد اصلی واج[1] نامیده می­شود. در حوزه تصویری واحد اصلی از حرکات دهان ویزم[2] نامیده می­شود که کوچک‌ترین جزء دیداری صحبت است. بسیاری از صداهای صوتی هستند که از نظر دیداری مبهم هستند این صداها به کلاس مشابه­ای گروه­بندی شده که یک ویزم را نشان می­دهد. یک نگاشت چند به یک بین واج­ها و ویزم­ها هست یعنی می­توان مجموعه­ای از واج­ها را در نظر گرفت که تأثیر مشابه­ای بر روی شکل دهان دارند. در جدول­های زیر گروه­بندی ویزم­ها در زبان انگلیسی و فارسی آورده شده است [1] , [2].

جدول 1- 1 گروه­بندی ویزم­ها در انگلیسی

n,l	8	p,b,m	1
R	9	f,v	2
A	10	th,dh	3
E	11	t,d	4
I	12	k,g	5
O	13	sh,zh	6
U	14	s,z	7

جدول 1- 2 گروه­بندی ویزم­ها در زبان فارسی

1. ف، و	5. ر	9. آ
2. ث، س، ص، ز، ذ، ظ، ض	6.ج، چ، گ، ک، ن، ت، د، ی، ط	10. ٳ
3. ژ، ش	7. ای	11. ٱ
4. ب، پ، م	8. ٲ	12. او

به طور کلی سه روش برای شناسایی صحبت وجود دارد شامل شناسایی صوتی صحبت[3]، شناسایی تصویری صحبت[4]، شناسایی صوتی و تصویری صحبت[5]، که در این­ تحقیق به شناسایی تصویری صحبت پرداخته می­­شود.

برای دانلود متن کامل پایان نامه اینجا کلیک کنید.

پایان نامه پاسخ زمانی و مدل‌ مداری آشکارساز نوری مبتنی بر ساختار لایه‌های گرافنی-نانوروبان گرافن-لایه‌های گرافنی

دانلود متن کامل کارشناسی ارشد مهندسی برق گرایش الکترونیک

عنوان :پاسخ زمانی و مدل‌ مداری آشکارساز نوری مبتنی بر ساختار لایه‌های گرافنی-نانوروبان گرافن-لایه‌های گرافنی

 

برای رعایت حریم خصوصی نام نگارنده درج نمی شود

استاد راهنما:

دکتر عباس ظریفکار

تکه هایی از متن به عنوان نمونه :

چکیده

پاسخ زمانی و مدل‌ مداری آشکارساز نوری مبتنی بر ساختار لایه‌های گرافنی-نانوروبان گرافن-لایه‌های گرافنی

هدف از این تحقیق ارائه‌ی پاسخ زمانی آشکارساز نوری مبتنی بر لایه‌های گرافنی و نانوروبان گرافن است. لزوم افزایش گستره‌ی محدوده‌ی طول موج تحت پوشش آشکارساز و توسعه‌ی کاربری در کنار کاهش هزینه در فرآیند تولید، انگیزه‌ی اصلی برای پیشرفت ساختارهای با ابعاد کوچک می‌باشد. گرافن به دلیل طیف انرژی بدون شکاف، پرتوی الکترومغناطیسی را از محدوده طیفی تراهرتز تا فرابنفش را جذب می‌کند. بازده کوانتومی ‌نسبتا بالا در انتقالات بین باندی گرافن و به خصوص در ساختار گرافن چندلایه، ابداع آشکارسازهای نوری تراهرتز و زیر قرمز مناسب و جدید را گسترش داده است. چندین مدل از آشکارسازهای IR/THz با به کارگیری ساختار یک و چند لایه به همراه ساختارهای نانوروبان گرافن پیشنهاد، ارزیابی و به صورت تجربه مطالعه شده‌اند. اما علیرغم تلاش‌هایی که شده است هنوز محدوده سرعت نهایی این افزاره‌ها مشخص نیست. در این رساله، ما به بررسی آشکارساز نوری گرافنی می‌پردازیم که از دو ناحیه از لایه‌های گرافنی(GLs) بدون شکاف انرژی که ناخالص ‌نشده است (نوع i ) تشکیل شده اند. این نواحی جذب توسط اتصالات طرفین تغذیه می‌شوند و به وسیله‌ی یک نانوروبان گرافن (GNR) به هم متصل شده‌اند. در این افزاره جذب توسط لایه‌های گرافنی انجام می‌شود که باعث افزایش چگالی الکترون و حفره در این نواحی می‌شود. این پدیده منجر به جریان الکترون و حفره به صورت ترمویونی در دو طرف سد پتانسیلی شکل گرفته در نانوروبان گرافن می‌شود و جریان نوری ایجاد می‌شود. حضور نانوروبان گرافن و سد پتانسیل مربوط به آن باعث کاهش جریان تاریک می‌شود. در لایه‌های گرافنی که تحت تابش قرار گرفته‌اند، بخش اعظم انرژی نوری جذب‌شده به انرژی الکترون- حفره‌ها منتقل می‌شود که معمولا این منجر به گرم شدن سیستم الکترون- حفره می‌شود. در نتیجه فونون‌های نوری گسیل‌شده توسط الکترون و حفره‌هایی که به وسیله نور تولید شده‌اند، در لایه‌های گرافنی انباشته می‌شوند. بنابراین به نظر می‌رسد به حساب آوردن گرمای فونون‌های نوری غیر قابل صرف نظر باشد. پس نرخ تولید و فرسایش فونون‌های نوری نیز در معادلات نرخ باید در نظر گرفته شود. در این رساله پاسخ زمانی آشکارساز نوری مبتنی بر ساختار GL-GNR-GL را با به دست آوردن معادله نرخ ارائه شده است و نتایج نشانگر آن است که در فرکانس‌های بالا این آشکارساز نوری پاسخ سریع‌تری دارد و در فرکانس‌های پایین دارای پاسخ نوری مطلوب‌تری می‌باشد.

 

 

فصل 1- مقدمه

 

 

ادوات نوری شامل لیزرها، مدولاتورها، کوپلرها، آشکارسازها، سوئیچ‌ها و دیگر افزاره‌ها، قلب تحول مخابرات هستند که بخش عظیمی از مهندسی الکترونیک را به خود اختصاص داده‌اند. در این میان آشکارسازهای نوری علاوه بر کاربرد در مخابرات برای تبدیل انرژی نوری به الکتریکی در قسمت گیرنده‌ی فیبر نوری، کاربردهای دیگری نیز دارند. از کاربردهای ساده‌ای مانند درهای اتوماتیک گرفته تا تصویربرداری، کاربردهای فضایی، نظامی و پزشکی.

در میان آشکارسازهای نوری، در بیشتر آشکارسازهای زیر قرمز و افزاره‌های تصویربرداری، ساختارهای نیمه‌هادی با شکاف انرژی باریک نظیر HgCdTe و InSb به کار گرفته شده‌اند. لزوم افزایش گستره‌ی محدوده‌ی طول موج تحت پوشش آشکارساز و توسعه‌ی کاربری در کنار کاهش هزینه در فرآیند تولید، انگیزه‌ی اصلی برای پیشرفت ساختارهای با ابعاد کوچک[1] مانند چاه‌های کوانتومی[2]، نقطه‌های کوانتومی[3] و سیم‌های کوانتومی[4] در آشکارسازهای نوری شده است [1]. به تازگی مطالعه‌ی افزاره‌های مبتنی بر ترکیبات کربنی مانند نانوتیوب‌ها، لایه‌های گرافنی و نانوروبان‌های گرافن به علت ویژگی‌های منحصر به فردی که دارند، به سرعت در حال افزایش است. در این فصل به عنوان مقدمه ابتدا در مورد ویژگی‌های الکترونیکی نوری گرافن توضیح مختصری داده خواهد شد، سپس به توصیف کلی عملکرد آشکارساز نوری مبتنی بر GL-GNR[5]-GL[6] پرداخته می‌شود و در بخش آخر پیکربندی پایان‌نامه ارائه می‌گردد.

برای دانلود متن کامل پایان نامه اینجا کلیک کنید.