طراحی و ساخت شارژر دوطرفه خودرو های الکتریکی بر مبنای مبدل فلای بک ایزوله چند خروجی

نوع: Type: پایان نامه

مقطع: Segment: کارشناسی ارشد

عنوان: Title: طراحی و ساخت شارژر دوطرفه خودرو های الکتریکی بر مبنای مبدل فلای بک ایزوله چند خروجی

ارائه دهنده: Provider: مصطفی تراب زاده - مهندسی برق

اساتید راهنما: Supervisors: دکتر محمد مهدی شهبازی

اساتید مشاور: Advisory Professors:

اساتید ممتحن یا داور: Examining professors or referees: دکتر محسن حسن بابایی نوزادیان ، دکتر یونس سلگی

زمان و تاریخ ارائه: Time and date of presentation: ساعت 14 - 1403/11/13

مکان ارائه: Place of presentation: دانشکده مهندسی کلای 30

چکیده: Abstract: چکیده این پایان‌نامه به بررسی طراحی و ساخت یک شارژر دوطرفه برای خودروهای الکتریکی مبتنی بر مبدل فلای‌بک ایزوله چند خروجی می‌پردازد. با توجه به رشد روزافزون خودروهای الکتریکی و نیاز به سیستم‌های شارژ کارآمد، بهینه‌سازی ساختارهای موجود برای دستیابی به راندمان بالا و کاهش تلفات انرژی از اهمیت ویژه‌ای برخوردار است. مبدل‌های فلای‌بک به دلیل سادگی، هزینه ساخت پایین و توانایی ایزولاسیون الکتریکی، در بسیاری از کاربردهای توان پایین و متوسط به کار گرفته می‌شوند. با این حال، یکی از مشکلات اصلی این مبدل‌ها، تلفات بالای ناشی از کلیدزنی سخت است که منجر به کاهش راندمان و افزایش گرمای تولیدی در سیستم می‌شود. در این پژوهش، یک مبدل فلای‌بک رزونانس شبه‌کوازی با هدف کاهش تلفات کلیدزنی، افزایش راندمان و بهبود عملکرد کلی سیستم معرفی شده است. مبدل پیشنهادی از ترکیب دو مرحله AC/DC و DC/DC بهره می‌برد که قابلیت انتقال انرژی دوطرفه بین شبکه و باتری خودرو را فراهم می‌کند. در این ساختار، استفاده از کلیدزنی نرم (Soft Switching) سبب کاهش نویزهای الکترومغناطیسی (EMI)، کاهش تنش‌های ولتاژی و جریانی بر روی عناصر کلیدزنی و در نتیجه افزایش عمر مفید قطعات می‌شود. تحلیل‌های انجام شده در این پایان‌نامه شامل بررسی اصول عملکرد مبدل فلای‌بک، تحلیل مدار تانک رزونانسی برای بهبود شرایط کلیدزنی، و شبیه‌سازی مدار پیشنهادی در محیط‌های نرم‌افزاری مانند MATLAB و PSPICE است. نتایج به دست آمده نشان می‌دهند که طراحی ارائه‌شده، تلفات کلیدزنی را به طور قابل توجهی کاهش داده و بازدهی سیستم را در مقایسه با مبدل‌های فلای‌بک سنتی افزایش می‌دهد. همچنین، مبدل پیشنهادی قادر به تنظیم ولتاژ خروجی در محدوده وسیعی بوده و پاسخ دینامیکی بهبود‌یافته‌ای را در مواجهه با تغییرات بار ارائه می‌دهد. یکی از مهم‌ترین دستاوردهای این پژوهش، کاهش هزینه ساخت و افزایش بهره‌وری مدار از طریق انتخاب مناسب اجزا مانند ترانسفورماتورها، ماسفت‌ها، دیودها و خازن‌ها است. این انتخاب‌ها بر اساس تحلیل‌های دقیق تلفات و ملاحظات اقتصادی انجام شده‌اند تا علاوه بر بهبود عملکرد، هزینه نهایی ساخت سیستم کاهش یابد. نتایج آزمایش‌های عملی انجام شده بر روی نمونه اولیه ساخته‌شده نشان می‌دهد که طراحی پیشنهادی قادر به ارائه راندمان بالا و عملکرد پایدار تحت شرایط مختلف بار و ولتاژ است. در شرایط آزمایشگاهی، مبدل پیشنهادی توانسته است راندمانی بیش از ۹۰ درصد را ارائه دهد که نسبت به ساختارهای مرسوم بهبود قابل ملاحظه‌ای دارد. در نهایت، پیشنهادات ارائه‌شده در این پژوهش می‌تواند به عنوان مبنایی برای تحقیقات آینده در زمینه طراحی سیستم‌های شارژ خودروهای برقی با راندمان بالا، کاهش حجم و وزن مبدل، بهبود قابلیت اطمینان و توسعه روش‌های کنترلی پیشرفته قرار گیرد. از این رو، نتایج این تحقیق می‌تواند در توسعه فناوری‌های نوین مرتبط با خودروهای الکتریکی و بهبود زیرساخت‌های انرژی مورد استفاده قرار گیرد.

فایل: ّFile: تنزيل فایل