Ανάλυση συστήματος θέρμανσης νερού, υψηλής απόδοσης - βελτίωση των χαρακτηριστικών λειτουργίας του
Η παρούσα διπλωματική εργασία πραγματεύεται τη μελέτη της λειτουργίας καινοτόμου συσκευής ηλεκτρικής θέρμανσης και τη διερεύνηση της δυνατότητας λειτουργίας της σε υψηλή σχετικά συχνότητα, της τάξης των kHz - με σκοπό τη μείωση των διαστάσεων του πυρήνα του μετασχηματιστή, ο οποίος αποτελεί κα...
| Main Author: | |
|---|---|
| Other Authors: | |
| Format: | Thesis |
| Language: | Greek |
| Published: |
2015
|
| Subjects: | |
| Online Access: | http://hdl.handle.net/10889/8914 |
| id |
nemertes-10889-8914 |
|---|---|
| record_format |
dspace |
| institution |
UPatras |
| collection |
Nemertes |
| language |
Greek |
| topic |
Μετασχηματιστές Ηλεκτρονικά ισχύος Αντιστροφείς συντονισμού Μικροελεγκτές dsPIC30F4011 Transformers Power electronics Resonant inverters dsPIC30F4011 microcontrollers 621.314 |
| spellingShingle |
Μετασχηματιστές Ηλεκτρονικά ισχύος Αντιστροφείς συντονισμού Μικροελεγκτές dsPIC30F4011 Transformers Power electronics Resonant inverters dsPIC30F4011 microcontrollers 621.314 Παπαδόπουλος, Νικόλαος Ανάλυση συστήματος θέρμανσης νερού, υψηλής απόδοσης - βελτίωση των χαρακτηριστικών λειτουργίας του |
| description |
Η παρούσα διπλωματική εργασία πραγματεύεται τη μελέτη της λειτουργίας
καινοτόμου συσκευής ηλεκτρικής θέρμανσης και τη διερεύνηση της δυνατότητας λειτουργίας
της σε υψηλή σχετικά συχνότητα, της τάξης των kHz - με σκοπό τη μείωση των διαστάσεων
του πυρήνα του μετασχηματιστή, ο οποίος αποτελεί και βασικό συστατικό στοιχείο της
διάταξης.
Για το σκοπό αυτό σχεδιάστηκε και υλοποιήθηκε κατάλληλη διάταξη αντιστροφέα με
αντίστοιχη στρατηγική παλμοδότησης-ελέγχου για την τροφοδοσία του φορτίου με
ημιτονοειδές ρεύμα της επιθυμητής συχνότητας. Η εργασία αυτή εκπονήθηκε στο
Εργαστήριο Ηλεκτρομηχανικής Μετατροπής Ενέργειας του Τμήματος Ηλεκτρολόγων
Μηχανικών και Τεχνολογίας Υπολογιστών της Πολυτεχνικής Σχολής του Πανεπιστημίου
Πατρών.
Αρχικά γίνεται μια αναφορά στην ιστορία των μετασχηματιστών, στις εφαρμογές
τους, τη βασική αρχή λειτουργίας τους και τα ισοδύναμά τους. Ακολουθεί σύντομη
θεωρητική ανάλυση της καινοτόμου συσκευής και η τεκμηρίωση αυτής μέσω πειραματικών
μετρήσεων.
Στη συνέχεια αφού παρατεθεί μια εισαγωγή στους μετατροπείς συντονισμού, τις
κατηγορίες και τα πλεονεκτήματά τους, επιλέγεται η κατάλληλη τοπολογία αντιστροφέα και
γίνεται θεωρητική ανάλυση της λειτουργίας της. Ακολουθεί προσομοίωση του συστήματος
στο περιβάλλον Matlab/Simulink για διάφορες συχνότητες λειτουργίας του συστήματος και
αντίστοιχος σχολιασμός των αποτελεσμάτων της. Έπειτα περιγράφεται ο σχεδιασμός και η
υλοποίηση όλων των απαραίτητων κυκλωμάτων που απαιτούνται για τη διάταξη.
Ακόμα, παρουσιάζεται συνοπτικά ο μικροελεγκτής DSPIC30F4011 που
χρησιμοποιήθηκε για τον έλεγχο της παλμοδότησης. Τέλος, πραγματοπoιούνται πειραματικές δοκιμές για να διαπιστωθεί η ορθή λειτουργία των διατάξεων που κατασκευάστηκαν και να
προκύψουν συμπεράσματα σχετικά με τη δυνατότητα λειτουργίας της συσκευής θέρμανσης
σε συχνότητα της τάξης των kHz. |
| author2 |
Τατάκης, Εμμανουήλ |
| author_facet |
Τατάκης, Εμμανουήλ Παπαδόπουλος, Νικόλαος |
| format |
Thesis |
| author |
Παπαδόπουλος, Νικόλαος |
| author_sort |
Παπαδόπουλος, Νικόλαος |
| title |
Ανάλυση συστήματος θέρμανσης νερού, υψηλής απόδοσης - βελτίωση των χαρακτηριστικών λειτουργίας του |
| title_short |
Ανάλυση συστήματος θέρμανσης νερού, υψηλής απόδοσης - βελτίωση των χαρακτηριστικών λειτουργίας του |
| title_full |
Ανάλυση συστήματος θέρμανσης νερού, υψηλής απόδοσης - βελτίωση των χαρακτηριστικών λειτουργίας του |
| title_fullStr |
Ανάλυση συστήματος θέρμανσης νερού, υψηλής απόδοσης - βελτίωση των χαρακτηριστικών λειτουργίας του |
| title_full_unstemmed |
Ανάλυση συστήματος θέρμανσης νερού, υψηλής απόδοσης - βελτίωση των χαρακτηριστικών λειτουργίας του |
| title_sort |
ανάλυση συστήματος θέρμανσης νερού, υψηλής απόδοσης - βελτίωση των χαρακτηριστικών λειτουργίας του |
| publishDate |
2015 |
| url |
http://hdl.handle.net/10889/8914 |
| work_keys_str_mv |
AT papadopoulosnikolaos analysēsystēmatosthermansēsnerouypsēlēsapodosēsbeltiōsētōncharaktēristikōnleitourgiastou AT papadopoulosnikolaos analysisofahighefficiencywaterheatingsystemimprovementofitsfunctionalcharacteristics |
| _version_ |
1771297155975217152 |
| spelling |
nemertes-10889-89142022-09-05T05:37:34Z Ανάλυση συστήματος θέρμανσης νερού, υψηλής απόδοσης - βελτίωση των χαρακτηριστικών λειτουργίας του Analysis of a high efficiency water heating system - improvement of its functional characteristics Παπαδόπουλος, Νικόλαος Τατάκης, Εμμανουήλ Τατάκης, Εμμανουήλ Μητρονίκας, Επαμεινώνδας Papadopoulos, Nikolaos Μετασχηματιστές Ηλεκτρονικά ισχύος Αντιστροφείς συντονισμού Μικροελεγκτές dsPIC30F4011 Transformers Power electronics Resonant inverters dsPIC30F4011 microcontrollers 621.314 Η παρούσα διπλωματική εργασία πραγματεύεται τη μελέτη της λειτουργίας καινοτόμου συσκευής ηλεκτρικής θέρμανσης και τη διερεύνηση της δυνατότητας λειτουργίας της σε υψηλή σχετικά συχνότητα, της τάξης των kHz - με σκοπό τη μείωση των διαστάσεων του πυρήνα του μετασχηματιστή, ο οποίος αποτελεί και βασικό συστατικό στοιχείο της διάταξης. Για το σκοπό αυτό σχεδιάστηκε και υλοποιήθηκε κατάλληλη διάταξη αντιστροφέα με αντίστοιχη στρατηγική παλμοδότησης-ελέγχου για την τροφοδοσία του φορτίου με ημιτονοειδές ρεύμα της επιθυμητής συχνότητας. Η εργασία αυτή εκπονήθηκε στο Εργαστήριο Ηλεκτρομηχανικής Μετατροπής Ενέργειας του Τμήματος Ηλεκτρολόγων Μηχανικών και Τεχνολογίας Υπολογιστών της Πολυτεχνικής Σχολής του Πανεπιστημίου Πατρών. Αρχικά γίνεται μια αναφορά στην ιστορία των μετασχηματιστών, στις εφαρμογές τους, τη βασική αρχή λειτουργίας τους και τα ισοδύναμά τους. Ακολουθεί σύντομη θεωρητική ανάλυση της καινοτόμου συσκευής και η τεκμηρίωση αυτής μέσω πειραματικών μετρήσεων. Στη συνέχεια αφού παρατεθεί μια εισαγωγή στους μετατροπείς συντονισμού, τις κατηγορίες και τα πλεονεκτήματά τους, επιλέγεται η κατάλληλη τοπολογία αντιστροφέα και γίνεται θεωρητική ανάλυση της λειτουργίας της. Ακολουθεί προσομοίωση του συστήματος στο περιβάλλον Matlab/Simulink για διάφορες συχνότητες λειτουργίας του συστήματος και αντίστοιχος σχολιασμός των αποτελεσμάτων της. Έπειτα περιγράφεται ο σχεδιασμός και η υλοποίηση όλων των απαραίτητων κυκλωμάτων που απαιτούνται για τη διάταξη. Ακόμα, παρουσιάζεται συνοπτικά ο μικροελεγκτής DSPIC30F4011 που χρησιμοποιήθηκε για τον έλεγχο της παλμοδότησης. Τέλος, πραγματοπoιούνται πειραματικές δοκιμές για να διαπιστωθεί η ορθή λειτουργία των διατάξεων που κατασκευάστηκαν και να προκύψουν συμπεράσματα σχετικά με τη δυνατότητα λειτουργίας της συσκευής θέρμανσης σε συχνότητα της τάξης των kHz. This thesis deals with the study of an innovative electrical heating device and with the investigation of its operability in relatively high frequency, in the kHz scale- aiming for the dimension reduction of the transformer's core, which is a main component of the device. For this reason, an appropriate resonant inverter was designed and implemented to supply the device mentioned above with sinusoidal current of the desirable frequency. This work was conducted at the Laboratory of Electromechanical Energy Conversion Department of Electrical and Computer Engineering from the Polytechnic School of the University of Patras. Initially, there is a reference in the history of the transformers, in their applications, in their basic principles and in the equivalent circuits. A brief theoretical analysis is next, of the innovative device and the validation through experimental measurements. . Then, after an introduction to the resonant converters, their categories and their advantages, the appropriate inverter topology is selected and a theoretical analysis of its function is taking place. Afterwards, a system simulation in the Matlab/ Simulink environment for various frequencies and commentary of the results is provided. Later, a description of the design and the implementation of all the necessary circuits for the device is presented. In addition, there is a brief presentation of the microcontroller DSPIC30F4011, which was used for driving the implemented circuit. Finally, experimental tests are taking place to make sure of the proper function of the created devices, so a conclusion could be reached, about the possibility of a heating device functioning in frequency of the kHz scale. 2015-10-30T16:48:32Z 2015-10-30T16:48:32Z 2015-10-15 Thesis http://hdl.handle.net/10889/8914 gr 0 application/pdf |
