کتاب طراحی و کنترل مبدل باک و مبدل بوست در انرژی های نو

کتاب طراحی و کنترل مبدل باک و مبدل بوست در انرژی‌های نو

درباره کتاب طراحی و کنترل مبدل باک و مبدل بوست در انرژی‌های نو

کتاب طراحی و کنترل مبدل باک و مبدل بوست در انرژی‌های نو یک راهنمای تخصصی و علمی برای مهندسان برق و پژوهشگران فعال در زمینه انرژی‌های نو است. این کتاب به بررسی دو نوع از مهم‌ترین مبدل‌های الکترونیک قدرت، یعنی مبدل باک (Buck Converter) و مبدل بوست (Boost Converter)، پرداخته و نحوه طراحی و کنترل آن‌ها در سیستم‌های انرژی‌های تجدیدپذیر و نوین را به‌طور کامل توضیح می‌دهد. طراحی و کنترل مبدل باک و مبدل بوست در انرژی‌های نو با ترکیب تئوری و کاربرد عملی، به خوانندگان کمک می‌کند تا درک بهتری از نحوه استفاده از این مبدل‌ها در کاربردهای انرژی‌های پاک، از جمله پنل‌های خورشیدی، توربین‌های بادی و سیستم‌های ذخیره‌سازی انرژی پیدا کنند. این کتاب برای مهندسان برق، محققان انرژی‌های نو، دانشجویان و تمامی علاقه‌مندان به حوزه انرژی‌های پایدار یک منبع ارزشمند است.

موضوعات کلیدی کتاب طراحی و کنترل مبدل باک و مبدل بوست در انرژی‌های نو

• مبدل باک و اصول عملکرد آن: در این بخش از کتاب، نحوه عملکرد مبدل باک و کاربردهای آن در کاهش ولتاژ در سیستم‌های انرژی‌های نو بررسی می‌شود.
• مبدل بوست و کاربردهای آن: کتاب به تحلیل عملکرد مبدل بوست که برای افزایش ولتاژ استفاده می‌شود، پرداخته و به بررسی کاربرد آن در سیستم‌های انرژی‌های تجدیدپذیر و ذخیره‌سازی انرژی می‌پردازد.
• مدل‌سازی و شبیه‌سازی مبدل‌ها: در این بخش، نویسنده به مدل‌سازی و شبیه‌سازی مبدل‌های باک و بوست با استفاده از نرم‌افزارهای تخصصی مانند MATLAB و Simulink پرداخته و راهکارهایی برای شبیه‌سازی دقیق این مبدل‌ها ارائه می‌دهد.
• روش‌های کنترل مبدل‌ها: کتاب به ارائه روش‌های مختلف کنترل مبدل‌های باک و بوست مانند کنترل PWM (مدولاسیون پهنای پالس) و روش‌های پیشرفته‌تر می‌پردازد و نحوه بهینه‌سازی عملکرد آن‌ها را توضیح می‌دهد.
• کاربرد مبدل‌ها در سیستم‌های انرژی‌های نو: این بخش به بررسی چگونگی استفاده از مبدل‌های باک و بوست در سیستم‌های انرژی‌های نو مانند پنل‌های خورشیدی، سیستم‌های بادی و باتری‌های ذخیره‌سازی انرژی می‌پردازد.

ویژگی‌های برجسته کتاب طراحی و کنترل مبدل باک و مبدل بوست در انرژی‌های نو

• تحلیل جامع و علمی: کتاب شامل تجزیه و تحلیل دقیق و علمی از عملکرد و کنترل مبدل‌های باک و بوست در زمینه انرژی‌های تجدیدپذیر است.
• روش‌های مدل‌سازی و شبیه‌سازی عملی: این کتاب علاوه بر مباحث تئوری، با استفاده از نرم‌افزارهای تخصصی شبیه‌سازی، به خوانندگان کمک می‌کند تا درک عمیق‌تری از نحوه طراحی و کنترل این مبدل‌ها داشته باشند.
• کنترل پیشرفته مبدل‌ها: ارائه روش‌های پیشرفته برای کنترل مبدل‌ها، مانند کنترل فازی و مدل‌های هوشمند، از ویژگی‌های برجسته این کتاب است.
• کاربردهای عملی و صنعتی: این کتاب به کاربردهای عملی و صنعتی مبدل‌های باک و بوست در پروژه‌های انرژی‌های نو پرداخته و می‌تواند به مهندسان در بهینه‌سازی سیستم‌های انرژی کمک کند.

چرا کتاب طراحی و کنترل مبدل باک و مبدل بوست در انرژی‌های نو را بخوانید؟

خواندن کتاب طراحی و کنترل مبدل باک و مبدل بوست در انرژی‌های نو به شما این امکان را می‌دهد که با اصول طراحی و کنترل مبدل‌های باک و بوست در سیستم‌های انرژی‌های تجدیدپذیر آشنا شوید. این کتاب به شما کمک می‌کند تا نحوه بهینه‌سازی این مبدل‌ها در کاربردهای صنعتی و پروژه‌های تحقیقاتی را درک کنید و از این اطلاعات برای بهبود سیستم‌های انرژی پاک و پایدار استفاده نمایید.

مخاطبان کتاب طراحی و کنترل مبدل باک و مبدل بوست در انرژی‌های نو

• مهندسان برق و الکترونیک: این کتاب برای مهندسان برق و الکترونیک که در زمینه طراحی و کنترل مبدل‌ها و سیستم‌های انرژی‌های نو فعالیت می‌کنند، یک منبع ضروری است.
• پژوهشگران انرژی‌های تجدیدپذیر: پژوهشگران و محققان فعال در حوزه انرژی‌های نو و پاک می‌توانند از مطالب این کتاب برای بهبود پروژه‌های تحقیقاتی خود استفاده کنند.
• دانشجویان برق و انرژی‌های نو: دانشجویان در مقاطع کارشناسی و کارشناسی ارشد که در زمینه طراحی مبدل‌های الکترونیک قدرت و سیستم‌های انرژی‌های تجدیدپذیر تحصیل می‌کنند، می‌توانند از این کتاب بهره‌برداری کنند.
• مدیران و متخصصان صنایع انرژی: متخصصان و مدیرانی که در زمینه پیاده‌سازی پروژه‌های انرژی‌های تجدیدپذیر و ذخیره‌سازی انرژی مشغول به کار هستند، این کتاب می‌تواند به آن‌ها در بهینه‌سازی عملکرد سیستم‌های انرژی کمک کند.

سفارش کتاب طراحی و کنترل مبدل باک و مبدل بوست در انرژی‌های نو

برای خرید کتاب طراحی و کنترل مبدل باک و مبدل بوست در انرژی‌های نو و بهره‌مندی از تحلیل‌ها و روش‌های عملی آن برای بهبود عملکرد سیستم‌های انرژی‌های نو، می‌توانید از طریق وب‌سایت ما یا تماس با واحد فروش اقدام کنید. این کتاب گامی مهم در راستای پیشرفت در زمینه طراحی و کنترل مبدل‌های الکترونیک قدرت در سیستم‌های انرژی پایدار است.

در ادامه فهرست این کتاب قابل مشاهده است:

فصل 1 9
1-1 مبدل‌های dc به dc 9
1-2 میانگین فضای حالت 10
1-3 کنترل حالت جریان 10
1-4 محرک برای این کار 11
1-5 مدل‎ها برای مبدل‎های dc به dc بدون کنترل کننده ها 13
1-6 مدل‌ها برای کنترل حالت جریان 13
1-7 تأثیر بار روی دینامیک‌ مبدل 15
1-8 استفاده جریان بار برای کنترل 15
فصل 2 19
2 -1 کارهای انجام شده در گذشته در زمینه مدلسازی دینامیکی و شبیه سازی مبدل بوست 19
2-2 کارهای انجام شده در گذشته در زمینه مدلسازی دینامیکی و شبیه‌سازی مبدل باک 27
2-2-1 حذف ریپل 30
2-2-2: شبیه‌سازی گذرا برای تغییر بار 31
2-2-3: تغییر ولتاژ ورودي 31
2-2-4: تغییرات ولتاژ تغذیه و بار 32
2-2-5: اصول نگهداری انرژی 33
2-2-6: مدل مدار دینامیک سیگنال بزرگ 35
2-2-7: محدودیت نسبت کاری 36
2-2-8: مدل مدار معادل DC 36
2-2-9: مدل مدار معادل سیگنال کوچک 38
فصل 3 41
3-1 مبدل باک 42
3-1-1 یکسوسازی سنکرون 42
3-1-2 تعادل ولتاژ دوم القاگر 43
3-1-3 تعادل شارژ خازن 44
3-2 مبدل بوست 44
3-3 شبیه‌سازی مبدل بوست و مبدل باک 46
فصل 4 49
4 -1 مدلسازی دینامیکی از مبدل بوست dc – dc برای کاربردهای سیستم انرژی خورشیدی 49
4-2 الگوریتم MPPT برای مبدل بوست در کاربرد انرژی خورشیدی 52
4-2-1 P& O متعارف با اغتشاش ثابت 53
4-2-2 P& O متعارف با اغتشاش تطبیقی 54
4-2-3 تکنیک MPPT P& O تطبیقی تغییر داده شده 56
4-3 شبیهسازی از مبدل بوست dc-dc برای کاربردهای سیستم انرژی خورشیدی 59
4-4 الگوریتم MPPT برای مبدل بوست در کاربرد پیل سوختی 65
4-5 مدلسازی و شبیهسازی از مبدل بوست با لایه میانی گین بالا برای کاربردهای پیل سوختی 67
4-5-1: حالت های عملکرد 68
4-6 مدلسازی دینامیکی از مبدل باک با کنترل حالت لغزشی 78
4-7 الگوریتم برای مبدل باک 83
4-7-1 الگوریتم MPC افق کوتاه 83
4-7-1-1L=1 افق پیشگویی 84
4-7-1-2 L=2 افق پیشگویی 85
4-7-2 کنترل هیسترزیس سه سطحی 87
4-7-2-1 الگوریتم کنترل هیسترزیس سه سطحی 88
4-7-2-2 شناسایی بار روی خط 90
4-8 مدلسازی و شبیه‌سازی از مبدل باک با لایه میانی 95
فصل 5 103
5-1 نتيجه‌گيري نهايي از مبدل بوست در كاربرد انرژي خورشيدي 103
5-2 نتيجه‌گيري نهايي از مبدل بوست در كاربرد پيل سوختي 104
5-3 نتيجه‌گيري نهايي از مبدل باك با كنترل حالت لغزشي 105
5-4 نتيجه‌گيري نهايي از مبدل باك بالايه مياني و كنترل کننده PID 105
5-5 پیشنهادات تحقیقات بعدی و کارهای انجام شده در این تحقیق توسط من وکارهای انجام شده با استفاده ازمنابع 105
منابع و مآخذ 107

در ادامه بخشی از مطالب این کتاب قابل مشاهده است:

ارایه چند مدل برای مبدل های dc-dcهمراه با گزارشی از تاریخچه آن ها

1-1 مبدل‌های dc به dc
این‌مبدل ها ولتاژ ورودی dc را به ولتاژ خروجی dc تبدیل می‌کنند (با یک اندازه دیگر نسبت به ولتاژ ورودی). مورد مطلوب این است که تبدیل با تلفات کم در مبدل انجام ‌شود.
در این مبدل هاترانزیستور نمی‌تواند در فاصله میانی خطی‌اش کار کند؛ اما می تواند به عنوان کلید به کار گرفته شود. سیگنال کنترل دوتایی می‌باشد. مادامی که ترانزیستور روشن است، ولتاژ میانی کم می‌شود یعنی تلفات توان در ترانزیستور کم می‌شود. مادامی که ترانزیستور خاموش است، جریان میانی کم می‌شود و تلفات توان کم می‌شود. برای به دست آوردن تلفات کم مقاومت‌ها در مبدل‌ها اجتناب می‌شوند. خازن‌ها و القاگرها چون به طور ایده‌آل تلفاتی ندارند، استفاده می‌شوند.
عناصر الکتریکی می‌توانند ترکیب شوند و به یکدیگر به شکل های مختلف متصل شوند. توپولوژی‌های نامیده شده خواص مختلف دارند. مبدل باک یک ولتاژ خروجی دارد که کمتر از ولتاژ ورودی می‌باشد. مبدل بوست یک ولتاژ خروجی دارد که بیشتر از ولتاژ ورودی می‌باشد (در حالت ماندگار). (جوهانسون ، 2004)
1-2 میانگین فضای حالت
مبدل به صورت یک سیستم تغییر ناپذیر با زمان مادامی که ترانزیستور روشن است، عمل می‌کند. مادامی که ترانزیستور خاموش است، مبدل به صورت سیستم تغییر ناپذیر با زمان دیگر عمل می‌کند و اگر جریان القاگر به صفر برسد، مبدل هنوز به صورت یک سیستم تغییر ناپذیر با زمان دیگر عمل می کند. اگر ترانزیستور کنترل شود، مبدل می‌تواند به صورت کلیدزنی بین سیستم‌های تغییر ناپذیربا زمان مختلف در طول پریود کلید زنی توصیف شود. در نتیجه مبدل می تواند به صورت یک سیستم تغییر پذیر با زمان مدل شود. میانگین فضای حالت یک روش برای تقریب سیستم تغییر پذیر با زمان با یک سیستم تغییر ناپذیر با زمان خطی پیوسته با زمان می‌باشد. این روش از توصیف فضای حالت از سیستم تغییر ناپذیر با زمان به صورت یک نقطه آغازی استفاده می‌کند. این توصیف ها از فضای حالت سپس با توجه به مدتشان در پریود کلیدزنی میانگین می‌شوند.
مدل میانگین غیرخطی می‌شود و تغییر ناپذیر با زمان است و سیکل‌کاری دارد و به صورت سیگنال کنترل می‌باشد. این مدل نهایتاً در نقطه کار برای به دست آوردن یک مدل سیگنال کوچک خطی می‌شود. (جوهانسون، 2004)

پرسش و پاسخ برای کتاب “طراحی و کنترل مبدل باک و مبدل بوست در انرژی‌های نو”

فصل 1: مبدل‌های DC به DC و مدل‌سازی آن‌ها

1. مبدل‌های DC به DC چیستند؟
🔹 مبدل‌های DC به DC برای تبدیل ولتاژ مستقیم (DC) به ولتاژ DC با مقادیر مختلف استفاده می‌شوند. این مبدل‌ها در کاربردهایی مانند منابع انرژی تجدیدپذیر و سیستم‌های تغذیه الکترونیکی استفاده دارند.

2. میانگین فضای حالت در مبدل‌های DC به DC چه کاربردی دارد؟
📌 مدل‌سازی با استفاده از فضای حالت میانگین برای تحلیل رفتار دینامیکی مبدل‌ها در شرایط مختلف مانند تغییرات بار و ولتاژ ورودی به کار می‌رود.

3. کنترل حالت جریان چیست؟
📌 کنترل حالت جریان به روشی گفته می‌شود که در آن جریان در مسیر خروجی مبدل کنترل می‌شود تا عملکرد مطلوب سیستم تأمین شود. این روش به‌ویژه برای اطمینان از ثبات و کاهش نوسانات ولتاژ یا جریان استفاده می‌شود.

4. مدل‌سازی مبدل‌های DC به DC بدون کنترل‌کننده‌ها چه تفاوتی دارد؟
📌 در مدل‌های بدون کنترل‌کننده، صرفاً رفتار سیستم به‌طور طبیعی و بدون هیچگونه مداخله خارجی بررسی می‌شود که می‌تواند منجر به ناپایداری در برخی شرایط گردد.

فصل 2: کارهای انجام‌شده در زمینه مبدل‌ها

5. در زمینه مدلسازی دینامیکی مبدل بوست چه پیشرفت‌هایی صورت گرفته است؟
📌 شبیه‌سازی‌ها و مدل‌سازی‌های انجام‌شده در گذشته بر بهبود دقت و کارایی سیستم‌های بوست متمرکز بوده است. برخی از این پیشرفت‌ها شامل حذف ریپل و شبیه‌سازی گذرا برای تغییر بار هستند.

6. مدل‌سازی دینامیکی مبدل باک به چه صورت است؟
📌 مبدل باک برای کاهش ولتاژ ورودی به ولتاژ پایین‌تر استفاده می‌شود. مدل‌سازی این مبدل‌ها شامل تحلیل‌های مختلفی مانند حذف ریپل و تغییرات بار است.

7. شبیه‌سازی گذرا در مبدل باک و بوست چه کاربردی دارد؟
📌 شبیه‌سازی گذرا به بررسی پاسخ سیستم به تغییرات سریع در شرایط بار و ولتاژ ورودی می‌پردازد. این امر به مهندسان کمک می‌کند تا عملکرد مبدل‌ها را در شرایط عملی ارزیابی کنند.

فصل 3: مبدل باک و مبدل بوست

8. مبدل باک چیست؟
📌 مبدل باک یک نوع مبدل DC به DC است که ولتاژ ورودی را به ولتاژ خروجی پایین‌تر تبدیل می‌کند. این مبدل‌ها در کاربردهای مختلفی مانند تأمین برق مدارهای کم‌ولتاژ استفاده دارند.

9. شبیه‌سازی مبدل بوست و مبدل باک چه تفاوت‌هایی دارد؟
📌 شبیه‌سازی مبدل بوست برای افزایش ولتاژ ورودی به یک ولتاژ بالاتر انجام می‌شود، در حالی که مبدل باک ولتاژ را کاهش می‌دهد. هر دو نیاز به تحلیل دقیق و کنترل خاص دارند.

فصل 4: کاربردهای انرژی خورشیدی و پیل سوختی

10. الگوریتم MPPT برای مبدل بوست در انرژی خورشیدی چیست؟
📌 الگوریتم MPPT (Maximum Power Point Tracking) برای بهینه‌سازی عملکرد مبدل بوست در سیستم‌های انرژی خورشیدی طراحی شده است. این الگوریتم به مبدل‌ها کمک می‌کند تا در نقاط بهینه توان بیشتری تولید کنند.

11. تکنیک‌های مختلف MPPT برای مبدل بوست چیست؟
📌 تکنیک‌های مختلف شامل الگوریتم‌های P&O (Perturb and Observe) با اغتشاش ثابت و تطبیقی است که به سیستم کمک می‌کند تا به‌طور خودکار و دقیق از حداکثر توان بهره‌برداری کند.

12. چگونه مبدل بوست در کاربردهای پیل سوختی استفاده می‌شود؟
📌 مبدل بوست در سیستم‌های پیل سوختی به‌منظور تبدیل ولتاژ پایین پیل سوختی به ولتاژ مورد نیاز برای تأمین برق بارهای مختلف استفاده می‌شود.

فصل 5: نتیجه‌گیری‌ها و پیشنهادات آینده

13. نتیجه‌گیری از استفاده مبدل بوست در سیستم انرژی خورشیدی چیست؟
📌 مبدل‌های بوست در سیستم‌های انرژی خورشیدی از نظر بهینه‌سازی استفاده انرژی بسیار کارآمد هستند و می‌توانند به‌طور مؤثر توان را از پنل‌های خورشیدی به بار منتقل کنند.

14. چه پیشنهاداتی برای تحقیقات آینده در زمینه مبدل‌ها و سیستم‌های انرژی نو وجود دارد؟
📌 تحقیقات آینده می‌تواند به بهبود الگوریتم‌های کنترل، شبیه‌سازی‌های دقیق‌تر و توسعه سیستم‌های انرژی نو با بهره‌وری بالاتر متمرکز باشد. استفاده از کنترل‌های هوشمند و بهینه‌سازی‌های بیشتر می‌تواند به کارایی بالاتر سیستم‌ها کمک کند.

این پرسش‌ها و پاسخ‌ها به مرور و درک بهتر کتاب “طراحی و کنترل مبدل باک و مبدل بوست در انرژی‌های نو” کمک می‌کند و جنبه‌های مختلف علمی و کاربردی این مبدل‌ها را پوشش می‌دهد.