| Περίληψη: | Η παρούσα διπλωματική εργασία πραγματεύεται τη μελέτη και κατασκευή ενός μετατροπέα Συνεχούς Τάσης σε Συνεχή Τάση (ΣΤ-ΣΤ) για την υλοποίηση ασύρματης μεταφοράς ενέργειας. Η εργασία εκπονήθηκε στο Εργαστήριο Ηλεκτρομηχανικής Μετατροπής Ενέργειας του Τμήματος Ηλεκτρολόγων Μηχανικών και Τεχνολογίας Υπολογιστών της Πολυτεχνικής Σχολής του Πανεπιστημίου Πατρών.
Η διάταξη του μετατροπέα αποτελείται από έναν μονοφασικό αντιστροφέα, μια ανορθωτική γέφυρα και ένα κύκλωμα συντονισμού. Το κύκλωμα συντονισμού είναι απαραίτητο για την μεταφορά μεγαλύτερου ποσού ενεργού ισχύος και την αντιστάθμιση της αέργου ισχύος που προκύπτει από τη χαμηλή σύζευξη του μετασχηματιστή λόγω μεγάλου διακένου. Συντονισμός επιτυγχάνεται με την τοποθέτηση πυκνωτών αντιστάθμισης σε σειρά με το πρωτεύον και το δευτερεύον τύλιγμα του μετασχηματιστή. Ο μετατροπέας κατασκευάστηκε με στόχο την επαγωγική φόρτιση συσσωρευτών ηλεκτροκίνητου οχήματος.
Αρχικά, γίνεται μια βιβλιογραφική ανασκόπηση σχετικά με τις μεθόδους αποθήκευσης ενέργειας προς μετατροπή σε ηλεκτρική. Περιγράφεται συνοπτικά η μέθοδος φόρτισης σύγχρονων συσσωρευτών, καθώς και τα βήματα που γίνονται προς την επίτευξη επαγωγικής φόρτισης. Έπειτα, αναλύεται η αρχή λειτουργίας ενός κυκλώματος συντονισμού με αντιστάθμιση σειράς-σειράς, το οποίο αποτελείται από πυκνωτές και πηνία συνδεδεμένα σε σειρά. Παρουσιάζεται η ανάλυση του μετατροπέα στο πεδίο της συχνότητας και εξάγονται οι βασικές εξισώσεις του κυκλώματος. Προσομοιώνεται ο μετατροπέας στο περιβάλλον Simulink της Matlab, καθώς και η παλμοδότησή του με τη μεταβολή της φάσης μεταξύ των παλμών των δύο κλάδων του αντιστροφέα για τον έλεγχο του λόγου κατάτμησης.
Στη συνέχεια περιγράφεται η διαδικασία κατασκευής των τυλιγμάτων του μετασχηματιστή και οι μετρήσεις για διαφορετικά διάκενα. Ακολουθεί ο σχεδιασμός του μετατροπέα ΣΤ-ΣΤ σε πλακέτα τυπωμένου κυκλώματος και η επιλογή των ηλεκτρονικών στοιχείων. Έπειτα, παρουσιάζεται η πειραματική διαδικασία και οι μετρήσεις που εξήχθησαν. Η εργασία ολοκληρώνεται με τα συμπεράσματα που προέκυψαν από τη θεωρητική ανάλυση και τα πειραματικά αποτελέσματα, που αποδεικνύουν την ορθή λειτουργία της διάταξης. Κύριος στόχος της εργασίας είναι η κατανόηση της λειτουργίας της διάταξης και των προβλημάτων που προέκυψαν από αυτή.
|
|---|
