برنامه درسی

مدارهای الکتریکی 1

آزمون میان ترم - آزمون پایان ترم - کوئیز - تمرینات کلاسی

حضوری و به همراه کلاس حل تمرین

هر هفته 3 ساعت، تدریس با استفاده از وایت بورد و در صورت لزوم استفاده از پروژکتور انجام می شود.

1- الکترونیک قدرت مدارها و عناصر و کاربردها – مولف: محمد رشید

2 - الکترونیک قدرت – مولف: ند موهان، توره آندلند، ویلیام رابینز

3 - Fundamentals of Power Electronics, by Robert W. Erickson

هفته 1 - آشنایی با درس الکترونیک صنعتی، کاربردها و ارائه سر فصل ها

هفته 2 – آشنایی با مفهوم سویچ نیمه هادی شامل کنترل شده و کنترل نشده و مزایای آن در کنترل شارش توان در کاربردهای صنعتی

هفته 3 – بررسی دیودهای قدرت، مشخصه الکتریکی و پارامترهای مهم دیود قدرت

هفته 4 - بررسی تریستور (SCR) و ساختار آن ، مشخصه الکتریکی و نحوه عملکرد آن به عنوان کلید کنترل شده و شاخص ها شامل پارامترهای جریانی، ولتاژی، گیت، تلفات و پارامترهای زمانی

هفته 5 - معرفی TRIAC به عنوان کلبد کنترل شده متقارن و دو طرفه و ساختار آن، مشخصه الکتریکی و نحوه عملکرد آن به عنوان کلید کنترل شده

هفته 6 - بررسی مدارات فرمان شامل آشنایی با DIAC، UJT و کاربرد آنها

هفته 7 - آشنایی با روشهای خاموش کردن تریستور و آشنایی با انواع مدارات کموتاسیون، آشنایی با روشهای حفاظت تریستور

هفته 8 - معرفی یکسوسازها و انواع طبقه بندی و کاربرد آنها، بررسی شاخص ها از قبیل ضریب ریپل RF، ضریب فرم FF، ضریب استفاده از ترانسفورماتور TUF، اعوجاج هارمونیکی کل THD برای جریان ورودی

هفته 9 – یادآوری روش حل معادلات دیفرانسیل مرتبه اول، بررسی یکسوساز های کنترل نشده دیودی نیم موج و تمام موج تکفاز با بار اهمی، اهمی سلفی و نظایر آن، بررسی عملکرد دیود چرخش آزاد

هفته 10 - بررسی یکسوساز های کنترل شده نیم موج و تمام موج تکفاز با بار اهمی، اهمی سلفی و نظایر آن، ارائه روابط لازم مانند محاسبات مقدار متوسط ولتاژ و جریان خروجی

هفته 11 – بررسی مدارات یکسو کننده سه فاز کنترل شده و کنترل نشده با بار های اهمی، اهمی سلفیررسی مدارات یکسو کننده سه فاز کنترل شده و کنترل نشده با بار های اهمی، اهمی سلفی، اهمی سلفی منبع و عملکرد دیود چرخش آزاد

هفته 12 - معرفی برشگرهای AC به AC و کاربرد آنها، برشگرهای با بار اهمی و بار سلفی، ارائه روابط لازم از قبیل ولتاژ موثر خروجی

هفته 13 - بررسی ساختارهای کاربردی مانند تنظیم کننده ولتاژ تریستوری و سیکلو کانورتر

هفته 14 – معرفی سویچ های قدرت کنترل شده مانند MOSFET و IGBT ، بررسی مبدلهای DC به DC کلیدزنی شده و کاربرد آنها بررسی ساختار مبدل کاهنده، ارائه روابط اصلی

هفته 15 – آشنایی با مبدل های DC به AC اینورتر، کاربرد ها و شاخص های اصلی مانند طیف هارمونیکی خروجی و THD

هفته 16 – بررسی ساختارهای نیم پل، تمام پل تکفاز و سه فاز بار اهمی و اهمی سلفی

هدف از این درس آشنایی با کلیدهای از نوع نیمه هادی برای کاربردهای صنعتی از قبیل یکسو کننده ها، شارژرها و اینورترها می باشد.

آزمون پایان ترم – سمینار و پروژه

حضوری

هر هفته 3 ساعت، تدریس با استفاده از وایت بورد و در صورت نیاز استفاده از پروژکتور انجام می شود.

1- Power Supply Cookbook, by Marty Brown

2- Switching Power Supply Design by Abraham Pressman, by Keith Billings and Taylor Morey

3- Switch mode power supply, Reference manual, On semiconductor

4- Power Electronics Handbook: Devices, Circuits, and Applications, by M. H. Rashid

هفته 1 – مقدمه ای بر سامانه های شارژر و منابع تغذیه و کاربرد آنها در صنایع، انرژی های تجدیدپذیر و خودروهای الکتریکی، ارائه سرفصلها

هفته 2 – مقایسه منابع تغذیه خطی و کلیدزنی شده، بررسی منابع تغذیه خطی، ساختارهای سری و موازی

هفته 3 – بررسی شاخص های منابع تغذیه شامل تنظیم ولتاژ، Overshoot، Undershoot، زمان نگهداری Holdup time

هفته 4 - آشنایی با انواع ساختار خودروهای الکتریکی و انواع سیستم های تغذیه الکتریکی در خودرو

هفته 5 – تحلیل مدارات یکسوساز بخش ورودی منابع تغذیه و شارژرها، شاخص ها شامل RF, FF ، THD جریان ورودی و سایر، طراحی ظرفیت مقادیر لازم نسبت به توان نامی

هفته 6 – یادآوری مباحث الکترونیک قدرت، اجزاء مدارات الکترونیک قدرت، مدار و ساختار قدرت، سنسورها، اجزا مغناطیسی و ایزوله کننده

هفته 7 – بررسی منابع تغذیه کلیدزنی شده، اجزاء داخلی، تحلیل مدار Buck به عنوان منبع تغذیه، نحوه کنترل برای تثبیت ولتاژ خروجی

هفته 8 - تحلیل منابع تغذیه ایزوله کلیدزنی شده، اجزاء داخلی، طراحی مدار Flyback به عنوان منبع تغذیه، نحوه کنترل برای تثبیت ولتاژ خروجی

هفته 9 – بررسی روشهای طراحی سلف و ترانسفورماتور فرکانس بالا HFT و تفاوت های طراحی HFT در ساختار Forward و ساختار Flyback

هفته 10 - آشنایی با نرم افزارهای شبیه سازی از قبیل PsCad و Psim و شبیه سازی مبدل تمام پل بصورت منبع تغذیه با کنترل حلقه بسته

هفته 11 – آشنایی با شارژرها، فرآیندهای مختلف شارژ باطری، سطوح شارژ، ساختارها و استانداردهای به عنوان شارژ با کاربرد در خودروهای الکتریکی و نحوه اتصال

هفته 12 – مدل سازی باطری و تعریف شاخص ها از قبیل وضعیت شارژ SOC، عمق شارژ DOC ، تلفات باطری، بررسی ریپل جریان در تلفات داخلی باطری

هفته 13 – تحلیل ساختارهای های Forward تک سویچ، Forward دو سویچ، نیم پل، تمام پل با کاربرد منبع تغذیه و شارژر، اجرای شبیه سازی یک شارژر نمونه

هفته 14 – کاربرد مدارات PFC برای کاهش THD جریان ورودی منابع تغذیه و شارژرها، تحلیل و روابط لازم

هفته 15– تحلیل یک شارژر کنترلر دارای پورت دوطرفه باطری، خروجی یکطرفه بار با ولتاژ تثبیت شده و ورودی یکطرفه پانل خورشیدی

هفته 16 – آشنایی با ساختارهای متعادل کننده شارژ برای باطری های سری شده، روش غیر فعال و روشهای فعال از قبیل بای¬پس سلول، سلول به سلول، سلول به رشته، رشته به سلول و نظایر آن

هدف از این مبحث آشنایی دانشجویان با ساختارهای مختلف منابع تغذیه و شارژرها، نحوه کنترل و کاربرد آنها می باشد.

آزمون پایان ترم – سمینار و پروژه

به صورت حضوری

هر هفته 3 ساعت، تدریس با استفاده از وایت بورد و در صورت نیاز استفاده از پروژکتور انجام می شود.

1- Grid Converters for Photovoltaic and Wind Power Systems, by Remus Teodorescu, Marco Liserre, Pedro Rodriguez

2- Advanced Power Electronic Interfaces for Distributed Energy Systems, by W. Kramer, S. Chakraborty, B. Kroposki, and H. Thomas

3- Fundamentals of Power Electronics, by Robert W. Erickson

هفته 1 – مفاهیم الکترونیک قدرت، بررسی انرژی خورشیدی و کاربرد مبدلهای الکترونیک قدرت در تبدیل انرژی

هفته 2 – یادآوری محاسبات تابش خورشیدی و زوایای خورشیدی، زاویه روزانه زمین، زاویه تابش خورشیدی، ارتفاع خورشید، سمت الراس و زاویه سمت خورشید، محاسبه زوایای مناسب برای صفحات خورشیدی

هفته 3 – مفاهیم و پدیده فتوولتائیک، مدل سازی الکتریکی پانل خورشیدی، مدل های تقریب شده، مفاهیم بازده، ضریب تراکم، نقطه کار حداکثر توان و سایه افکنی

هفته 4 – یادآوری روش های تعقیب حداکثر توان، P&O ، هدایت افزایشی، روش ولتاژ مدار باز، جریان اتصال کوتاه و نظایر آن

هفته 5 – محاسبه مقاومت ورودی با چرخه کار D برایمبدل های Boost, Buck و Buck-Boost به عنوان مدار واسط پانل خورشیدی و مقایسه قابلیت هرکدام برای اسکن صفحه ولتاژ – جریان پانل خورشیدی و تنظیم نقطه کار برای اخذ حداکثر توان هفته 6 – آشنایی با مدار قدرت یک شارژر خورشیدی، تحلیل مداری و روابط لازم

هفته 7 – تحلیل یک شارژر کنترلر بر اساس ساختار مبدل DC به DC دارای پورت دوطرفه باطری، خروجی یکطرفه بار با ولتاژ تثبیت شده و ورودی یکطرفه پانل خورشیدی، نحوه کنترل چرخه های کاری برای تنظیم نقطه کار پانل در حداکثر توان و حالت های مختلف شارژ، دشارژ تحت ولتاژ ثابت خروجی

هفته 8 – بررسی مبدل DC به AC نیم پل و تمام پل برای تبدیل خروجی DC پانل خورشیدی به AC در حالت جزیره ای، نحوه تغییر ساختار برای افزودن باطری ذخیره ساز برای حصول به MPP

هفته 9 - بررسی اثر خازن های پراکنده پانل خورشیدی، پدیده جریان نشتی در پانل خورشیدی در سامانه های خورشیدی دارای اینورتر متصل به شبکه، تحلیل روابط ولتاژ مد تفاضلی و مد مشترک و شرایط سلف های فیلتر خروجی

هفته 10 – تحلیل روش کنترل مدل پیش بین MPC برای تزریق جریان خروجی اینورتر متصل به شبکه، آشنایی با PLL و روش ایجاد جریان مرجع

هفته 11- راهکارهای حذف جریان نشتی، استفاده از ترانسفورماتور ایزوله در خروجی و یا مبدل ایزوله فرکانس بالا در ورودی، تحلیل مبدل DC به DC ایزوله واسط بین پانل خورشیدی برای حذف تاثیر جریان نشتی، نحوه اخذ حداکثر توان

هفته 12 – آشنایی با نرم افزارهای شبیه سازی از قبیل PsCad و Psim و شبیه سازی مبدل DC به DC و اینورتر در کاربرد برق خورشیدی

هفته 13 – شاخص های اینورتر های متصل به شبکه با قابلیت کاهش جریان نشتی پانل خورشیدی با روش مدولاسیون پالس دوقطبی، زمین مشترک و یا کاهش دامنه ولتاژ تفاضلی

هفته 14 – بررسی اینورترهای متصل به شبکه بدون ترانسفورماتور ایزوله شامل S5, S6, Heric و ساختارهای زمین مشترک، روابط لازم، نحوه مدولاسیون و کنترل جهت حصول به MPP

هفته 15 – روش طراحی فیلتر خروجی اینورتر متصل به شبکه از نوع LCL، روابط تحلیلی، مثال طراحی و اجرای شبیه سازی

هفته 16 – ساختار های متداول برای نصب نیروگاههای مبتنی بر پانل خورشیدی، ساختار اینورتر مرکزی، ساختار اینورترهای چند رشته ای، ساختار ماژولار، ساختار کانورترهای چند رشته ای و اینورتر مرکزی، بررسی مزایا و معایب

هدف از این مبحث آشنایی دانشجویان با ادوات و سامانه های اخذ توان از پانل های خورشیدی و ساختارهای مدارات الکترونیک قدرت معمول مورد استفاده در برق خورشیدی است.

آزمون پایان ترم – تمرینات کلاسی و ارائه سمینار

حضوری طبق سر فصل های موجود

هر هفته 3 ساعت، تدریس با استفاده از وایت بورد و استفاده از پروژکتور انجام می شود.

1- انرژی های نو انرژی برای آینده ای پایدار – مولف: گادفری بویل – مترجم: عبدالرحیم پرتوی

2- Renewable energy resources, by John Twidell, Tony Weir

هفته 1 – آشنایی با منابع، کاربردها و سرفصل های انرژی های تجدید پذیر

هفته 2 – بررسی وضعیت و ذخایر انرژی موجود در جهان، وضعیت سوخت های فسیلی و میزان مصرف و بهره برداری از منابع موجود، دلایل نیاز به منابع انرژی جایگزین

هفته 3 – بررسی معایب سوخت های فسیلی و اثر آن بر محیط زیست و سلامتی انسان، دیاگرام تبدیل انرژی در نیروگاه حرارتی، مقایسه مزایا و معایب نسبت به منابع انرژی تجدیدپذیر، دلایل و الزامات گرایش به انرژی های تجدیدپذیر.

هفته 4 – طبقه بندی منابع انرژی تجدیدپذیر، انرژی خورشیدی و مشتقات آن شامل انرژی باد، امواج، انرژی گرمایی دریا و زیست توده و سایر انواع مانند زمین گرمایی و جذر و مد.

هفته 5 – بررسی شاخص های اصلی در میزان تولید توان در منابع انرژی تجدیدپذیر، مزایای انرژی خورشیدی نسبت به سایر منابع انرژی

هفته 6 – بررسی تشعشعات خورشیدی و دمای نواحی مناطق مختلف خورشید شامل هسته، ناحیه تشعشع، ناحیه همرفتی و فوتوسفر، نحوه تبدیل انرژی با گداخت هسته ای یا فیوژن در خورشید، میزان جرم هیدروژن تبدیل شده به انرژی در هر ثانیه،

هفته 7 – قانون استفان بولتزمن و مقدار چگالی توان متوسط تشعشع یافته از سطح خورشید، محاسبه توان تابشی خورشید در مدار زمین و ثابت خورشیدی

هفته 8 – بررسی محاسبات تابش خورشیدی و مزایای آن، محاسبات زوایای خورشیدی، زاویه روزانه زمین، سیستم مختصات نجومی، زاویه تابش خورشیدی، ارتفاع خورشید، سمت الراس و زاویه سمت خورشید، محاسبات شدت تابش روزانه، نمودار خورشیدی، محاسبه زوایای مناسب برای صفحات خورشیدی و سایر موارد

هفته 9 – بررسی استفاده از گرمایش خورشیدی، کاربردهای گرمایش خورشیدی شامل گرمایش آب و ساختمان، اجاق خورشیدی، خشک کن، آب شیرین کن و نظایر آن، انواع کلکتورهای خورشیدی، محاسبات تقریبی ظرفیت کلکتورهای خورشیدی

هفته 10 – بررسی روش های طراحی ساختمان برای استفاده از گرمایش خورشیدی، گرمایش مستقیم، طراحی گلخانه ای و روش غیر مستقیم دیوار ترومپ و ارائه محاسبات تقریبی

هفته 11 – آشنایی با نیروگاههای حرارتی خورشیدی از قبیل نیروگاهها با آینه سهموی، بازتاب دهنده های Fresnel ، نیروگاه متمرکز با برج خورشیدی، دودکش خورشیدی و استخر خورشیدی

هفته 12 – بررسی سیستم های فتوولتائیک، دلایل گرایش به پانل های خورشیدی، ساختار نیمه هادی و انواع، مدل سازی الکتریکی پانل خورشیدی، مدل های تقریب شده، مفاهیم بازده، ضریب تراکم، نقطه کار حداکثر توان و سایه افکنی

هفته 13 – بررسی روش های تعقیب حداکثر توان، P&O ، هدایت افزایشی، روش ولتاژ مدار باز، جریان اتصال کوتاه و نظایر آن

هفته 14 – آشنایی با انرژی بادی، محاسبه انرژی موجود در باد و شاخص ها، ضریب قدرت Cp ، محاسبه ضریب Betz ، انواع توربین بادی محور عمودی و محور افقی

هفته 15 - انواع ژنراتورهای بادی سرعت ثابت، سرعت متغیر، یادآوری روابط دینامیکی برای حرکت دورانی، نحوه اخذ حداکثر توان از ژنراتورهای بادی

هفته 16 – آشنایی با سایر منابع انرژی تجدیدپذیر از قبیل برق آبی و امواج

یکی از علوم روز دنیا استفاده و گسترش استفاده از منابع انرژی تجدیدپذیر هست و هدف این درس آشنایی با منابع انرژی نو و تجدیدپذیر به عنوان جایگزین برای سوختهای فسیلی و نحوه استفاده از آن منابع می باشد.

آزمون میان ترم - آزمون پایان ترم - کوئیز - تمرینات کلاسی

حضوری طبق سر فصل های موجود

هر هفته 3 ساعت، تدریس با استفاده از وایت بورد و استفاده از پروژکتور انجام می شود.

1- برنامه نویسی به زبان C – مولف: عین الله جعفرنژاد قمی

2 - آموزش گام به گام زبان پایتون - مولف: جواد وحیدی، رمضان عباس نژادورزی

3 - برنامه نویسی با زبان پایتون - مولف: عین الله جعفرنژاد قمی

هفته 1 – آشنایی با مفهوم برنامه نویسی و تاریخچه آن، کاربردها و ارائه سر فصل ها

هفته 2 – مفهوم الگوریتم و مزایای آن، نحوه طرح یک مسئله و پردازش آن و بررسی مثال هایی از نحوه ایجاد الگوریتم

هفته 3 – آشنایی با فلوچارت یا روندنما و مزایای آن، معرفی نماد های اصلی در طراحی روندنما و بررسی مثال هایی از نحوه ایجاد روندنما

هفته 4 – یادآوری جبر بول، نحوه تبدیل پایه اعداد در پایه باینری و هگزادسیمال، بررسی اجزا و شاخص های کامپیوتر و مفاهیم کاربردی از قبیل بیت و بایت، آشنایی با زبان ماشین، زبان اسمبلی، زبان های سطح میانی و سطح بالا و مزایا و معایب آنها

هفته 5 – آشنایی با ویژگی های زبان C و پایتون، جدول اسکی و متغیرها، انواع متغیر ها و نحوه اسم گذاری آنها در زبان C و پایتون، ساختار برنامه در C و پایتون

هفته 6 – نحوه ایجاد یادداشت در برنامه نویسی، متغیرهای ثابت، بررسی عملگرهای محاسباتی و عملوندها در زبان C و پایتون

هفته 7 – آشنایی با روش مختصر نویسی عملگرها، بررسی حق تقدم عملگرهای محاسباتی، بررسی عملگرهای مقایسه ای

هفته 8 – بررسی عملگرهای منطقی یا بولین، تقدم اجرای عملگرهای محاسباتی و مقایسه ای، عملگرهای باینری در زبان C و پایتون، مختصر نویسی عملگرهای باینری

هفته 9 – نحوه تعیین تعداد و نوع خانه های حافظه و بررسی عملگر سه تایی شرطی، تغییر نوع قالب متغیر، نحوه تعیین آدرس یک متغیر و مفهوم متغیر اشاره گر و روش دسترسی غیر مستقیم به حافظه در C

هفته 10 – بررسی دستورات خروجی، قالب print و علائم کنترلی در زبان C و پایتون

هفته 11 – بررسی دستورات ورودی شامل قالب و علائم کنترلی در زبان C و پایتون

هفته 12 - معرفی دستورات شرطی if, else, else if و elif و قالب آنها

هفته 13 - بررسی حلقه های کنترلی for, while و دستورات مرتبط break, continue ، بررسی حلقه های تو در تو

هفته 14 – بررسی دستورات do while و switch case در C و کاربرد آنها، آشنایی با مفهوم تابع و مزایای استفاده از تابع

هفته 15 – نحوه تعریف، ساختار و فراخوان توابع، نحوه داده پردازی و برگشت مقادیر در توابع، استفاده از آدرس دهی غیر مستقیم و اشاره گرها برای برگشت بیش از یک داده در توابع تحت زبان C ، گروه های حافظه، متغیرهای محلی و عمومی

هفته 16 – بررسی آرایه ها، کاربرد آنها و روشهای محاسباتی، آرایه های تک بعدی و چند بعدی

با توجه به اینکه برنامه سازی کامپیوتر نقش مهمی در جهان اعم از کاربرد در داده پردازی و یا صنایع مختلف دارد لذا هدف آشنایی دانشجویان با کاربردها و مفاهیم و ابزارهای اصلی برای برنامه نویسی می باشد.

ماشین های الکتریکی 1

آزمون میان ترم - آزمون پایان ترم - کوئیز - تمرینات کلاسی

حضوری طبق سر فصل های موجود

هر هفته دو ساعت، تدریس با استفاده از وایت بورد و در صورت لزوم استفاده از پروژکتور انجام می شود.

1- مبانی ماشین های الکتریکی - مولف: استفان چاپمن - مترجم: جواد فیض 

2- ماشین های الکتریکی - مولف آرتور فیتزجرالد - مترجم محمود دیانی

3- ماشین های الکتریکی - مولف: پارش چاندرا سن - مترجم: مهرداد عابدی و محمد تقی نبوی

هفته 1 - توضیحات کلی در مورد لزوم آشنایی با درس ماشین های الکتریکی، ارائه و یادآوری مفاهیم ماشین های الکتریکی، مزایای استفاده از سیستم متناوب و ارائه سر فصل ها

هفته 2 - یادآوری قوانین مغناطیسی لازم، یادآوری مدارات مغناطیسی و شرح ساختار ترانسفورماتور تکفاز و انواع آن، آشنایی با تعاریف لازم

هفته 3 - ارائه ساختار ترانسفورماتور ایده آل با مدل سازی به صورت مدار مغناطیسی بدون تلفات و استخراج روابط اصلی

هفته 4 - کاربرد ترانسفورماتور ایده آل برای تغییر سطوح ولتاژ و تطبیق امپدانس با حصول به روابط اصلی

هفته 5 - بررسی منحنی مشخصه مغناطیسی و مدار مغناطیسی در حالت وجود تلفات و مدل سازی با ارائه مدار الکتریکی یک سلف هسته دار و نحوه تبدیل روابط مغناطیسی به الکتریکی با تقریب خطی مشخصه مغناطیسی، مدل سازی یک ترانسفورماتور در حوزه الکتریکی با در نظر گرفتن تلفات هسته و سیم پیچی و ارائه روابط لازم

هفته 6 - ارائه مدلهای تقریب شده ترانسفورماتور از دیدگاه اولیه و ثانویه و روابط لازم - مفاهیم لازم شامل جریان مغناطیس کننده و نظایر آن، پدیده جریان هجومی

هفته 7 - بررسی حالت های بی باری و تحت بار ترانسفورماتور و محاسبات برای پارامترهای لازم از قبیل ولتاژ خروجی، افت ولتاژ در شاخه سری، تغییر فاز ولتاژ خروجی در حوزه فازوری

هفته 8 - تحلیل تلفات و روابط مربوط به بازده، آزمایشات تعیین پارامترهای ترانسفورماتور شامل آزمایش مدار باز و آزمایش اتصال کوتاه 

هفته 9 - بررسی و ارائه روابط لازم برای نحوه موازی کردن ترانسفورماتورها، آشنایی با تپچنجر

هفته 10 - آشنایی با ساختار موتور القایی یا آسنکرون و نحوه کار آن، آشنایی با ضرائب سیم پیچی، نحوه ایجاد میدان دوار در ماشین های سه فاز

هفته 11 - مدل سازی مدار معادل الکتریکی ماشین القایی در حوزه فازوری و بررسی مفهوم لغزش در ماشین های القایی

هفته 12 - ارائه محاسبات لازم از قبیل گشتاور، سرعت و ارائه مشخصه گشتاور سرعت و گشتاور لغزش

هفته 13 - روش های کنترل سرعت موتور القایی و اثر مقاومت روتور بر سرعت 

هفته 14 - محاسبات تلفات و بازده و ارائه دیاگرام توان برای موتور القایی

هفته 15 - بررسی روابط تقریبی و ساده شده از قبیل گشتاور و لغزش، اثر هارمونیکهای زمانی و مکانی در مشخصه گشتاور و سرعت موتور

هفته 16 - تخمین پارامترهای ماشین القایی با آزمایش روتور قفل شده و آزمایش بی باری، روش های راه اندازی موتور القایی 

با توجه به اینکه بخش عمده ای از ادوات تبدیل انرژی در صنایع کشور از ماشین های الکتریکی تشکیل شده است لذا هدف از این درس آشنایی دانشجویان با ساختار ترانسفورماتورها، ماشین های القایی یا آسنکرون شامل نحوه ایجاد میدان دوار  می باشد به نحوی که قادر به محاسبات لازم در حوزه فازوری باشند.

آزمون پایان ترم – پروژه

حضوری به صورت تئوری و عملی

هر هفته 3 ساعت، تدریس با استفاده از وایت بورد و در صورت نیاز استفاده از پروژکتور انجام می شود.

1- الکترونیک قدرت مدارها و عناصر و کاربردها – مولف: محمد رشید

2 - الکترونیک قدرت – مولف: ند موهان، توره آندلند، ویلیام رابینز

Fundamentals of Power Electronics, by Robert W. Erickson-3

هفته 1 – آشنایی با مفاهیم الکترونیک قدرت و کاربردهای آن، لزوم به آشنایی با قطعات و نکات عملی اجرای مدارات الکترونیک قدرت

هفته 2 – بررسی اجزاء مدارات الکترونیک قدرت، مدار و ساختار قدرت، سنسورها شامل ولتاژ، جریان و دما، واحد پردازش و فرمان، مدارات واسط راه اندازی گیت، اجزا مغناطیسی و ایزوله کننده

هفته 3 – معرفی کلیدهای قدرت از قبیل IGBT و CMOS و پارامترهای اصلی آنها مانند مشخصه ناحیه عملکرد ایمن، مقادیر جریان و ولتاژ قابل تحمل و نظایر آن

هفته 4 – بررسی یک مدار مولد پالس PWM شامل مدار درایور گیت و قابلیت تنظیم چرخه کار، محاسبات تئوری شامل روابط لازم

هفته 5 – آزمایش راه اندازی یک سویچ MOSFET تحت بارهای اهمی و اندازه گیری زمان های ton و toff – اخذ شکل موجهای ولتاژ و جریان لازم

هفته 6 – آشنایی با نحوه طراحی سلف فرکانس بالا با روابط لازم جهت انتخاب هسته، تعداد دور، فاصله هوایی تقریبی و نوع سیم

هفته 7 – مروری بر مفاهیم الکترونیک قدرت، بررسی نحوه انتقال توان از طریق میدان واسط مغناطیسی، مفاهیم انتقال Forward و Flyback

هفته 8 – آشنایی با انواع مدارات Gate driver ، ایزوله و یا مستقیم، ایزوله مغناطیسی و نوری، روشهای محافظت مانند Desaturation ، مدارات تغذیه با روش Bootstrap، نحوه ایجاد ولتاژ منفی در مدارات مجتمع راه انداز گیت

هفته 9 - تحلیل یک مبدل DC به DC کاهنده Buck برای محدوده توان و ولتاژ ورودی و خروجی معین، استخراج روابط لازم، محاسبه مقدار سلف، انتخاب هسته و محاسبات تعداد دور و فاصله هوایی

هفته 10 – شبیه سازی مبدل کاهنده و ساخت آزمایشگاهی مبدل Buck به همراه مدار فرمان و اخذ شکل موجهای لازم ولتاژ و جریان، مقایسه نتایج حاصل با تحلیل تئوری و شبیه سازی، انجام مجدد آزمایش با سلف با هسته از نوع پودر آهن و مقایسه با سلف با هسته فریت

هفته 11 – تحلیل یک مبدل DC به DC افزاینده Buck برای محدوده توان و ولتاژ ورودی و خروجی معین، استخراج روابط لازم، محاسبه مقدار سلف، انتخاب هسته و محاسبات تعداد دور و فاصله هوایی

هفته 12 – بررسی سنسورهای لازم برای اندازه گیری ولتاژ و جریان در مدارات قدرت، نحوه آشکار سازی عبور از صفر، یادآوری تقویت کننده های عملیاتی و مقایسه گرها، طراحی و ساخت آزمایشگاهی یک سنسور ولتاژ یا جریان

هفته 13 – طراحی مدار کنترل برای تنظیم برخط ولتاژ خروجی یک مبدل Buck با استفاده از قطعات تجاری موجود، ساخت نمونه آزمایشگاهی و بررسی شکل موجهای لازم، بررسی پاسخ دینامیکی نمونه آزمایشگاهی با تغییر پله ای مقدار بار، بررسی مقادیر خازنی فیلتر خروجی و قطعات کنترل کننده PI بر پاسخ دینامیکی خروجی و ریپل ولتاژ خروجی

هفته 14 – آشنایی با میکروکنترلر ها و کدنویسی به زبان C برای طراحی واحد پردازش و کنترل مدارات الکترونیک قدرت، آشنایی با اجزا داخلی کاربردی میکروکنترلر از قبیل ADC ، تایمرها، مولدهای PDM و وقفه ها

هفته 15 – طراحی یک واحد کنترل کننده با استفاده از میکروکنترلر و کدنویسی برای ایجاد پالس فرمان و تثبیت ولتاژ خروجی یک مبدل Buck ، تکمیل برنامه برای تبدیل به یک منبع تغذیه کاربردی

هفته 16 – طراحی یک اینورتر (نیم پل یا تمام پل یا پوش پول) و ساخت نمونه آزمایشگاهی، بررسی شکل موجهای ولتاژ و جریان تحت بار اهمی و اهمی سلفی

هدف از این مبحث آشنایی دانشجویان با نحوه طراحی و ساخت آزمایشگاهی ساختارها و مدارات الکترونیک قدرت است.