تعداد نشریات | 44 |
تعداد شمارهها | 1,304 |
تعداد مقالات | 15,961 |
تعداد مشاهده مقاله | 52,313,755 |
تعداد دریافت فایل اصل مقاله | 15,072,917 |
طراحی و بهینهسازی گرماگیر در مبدل خورشیدی شامل اینورتر تک فاز تمام پل و مبدل بوست | ||
مجله مهندسی برق دانشگاه تبریز | ||
مقاله 24، دوره 49، شماره 3 - شماره پیاپی 89، آذر 1398، صفحه 1235-1247 اصل مقاله (914.09 K) | ||
نوع مقاله: علمی-پژوهشی | ||
نویسندگان | ||
ائل یار فهیما؛ محمد علی شمسی نژاد* | ||
دانشکده مهندسی برق و کامپیوتر - دانشگاه بیرجند | ||
چکیده | ||
در این مقاله، متوسط تلفات توان در یک مبدل افزاینده بوست، در سه حالت هدایتی پیوسته، پیوسته اجباری و ناپیوسته و تلفات متوسط توان مبدل اینورتر نیز با روش کلید زنی مدولاسیون پهنای پالس سینوسی در نرمافزار متلب بهدقت تخمین زده و محاسبه میشود. سپس توسط یک روش کلی، معادلات انتقال حرارت بر سه روش همرفت، رسانش و تشعشع در یک گرماگیر با پرههای موازی خنک شونده توسط سیستمهای همرفت آزاد و اجباری، بررسی میشود و این دو روش باهم مقایسه میگردد. بهمنظور افزایش عملکرد حرارتی با تبدیلشدن مدل حرارتی به یک مدار همارز الکتریکی از طریق محاسبه و بهینهسازی مقاومت حرارتی گرماگیر تا هوا، تمام پارامترهای هندسی گرماگیر با استفاده از یک الگوریتم تکاملی ازدحام ذرات مقید از بین چندین طراحی مختلف با در نظر گرفتن حجم گرماگیر بهعنوان قید، تعیین میشوند. برای طراحی هر چه مطلوبتر سیستم خنککننده و افزایش قابلیت اطمینان اجزا، چیدمان مناسب اجزا توسط یک روش ریاضی و ابتکاری بررسی میگردد. در این روش که خصوصیات خاص خود را ازنظر دقت، سازگاری و پایداری دارد، ابتدا توزیع دمایی توسط روش اختلاف محدود روی سطح پایه گرماگیر انجامگرفته و سپس دمای نقاط داغ توسط الگوریتم مذکور کاهش مییابد. در سیستم خنککنندگی همرفت اجباری نسبت به همرفت طبیعی، دما و بازده مبدل بهطور متوسط به ترتیب 46 درجه سلسیوس و 0.37 درصد کاهش مییابند و حجم سیستم خنککننده همرفت اجباری 3 برابر حجم گرماگیر در همرفت آزاد است. | ||
کلیدواژهها | ||
طراحی بهینه؛ مبدل الکترونیک قدرت؛ همرفت آزاد؛ گرماگیر؛ ازدحام ذرات | ||
مراجع | ||
[1] C. Gammeter, F. Crismer, J. W. Kolar. (2015), “Weight Optimization of a Cooling System Composed of Fan and Extruded-Fin Heat Sink,” IEEE Transactions on Industry Applications, Vol. 51, No. 1, 2015. [2] N. Booplan, A. K. Ramasamy, F. Nagi. (2016), “Electronic Component Heat Distribution Optimization using MATLAB,” International Journal of Computer Aided Mechanical Design and Implementation, Vol. 2, No. 1, pp. 1-8. [3] M. Asadi, B. Arezi. (2011), “Thermal Design, Modeling and Simulation of AirForced CoolingHeat Sink for Thyristor Controlled Reactor (TCR)”, IEEE, 2nd Power Electronics, Drive Systems and Technologies Conference. [4] D. Christen, M. Stojadinovic, J. Biela. (2016), “Energy Efficient Heat Sink Design: Natural vs. Forced Convection Cooling”, IEEE Transactions on Power Electronics. [5] U. Drofenic, A. Stupar, J. W. Kolar. (2011), “Analysis of Theorical Limits of Forced Air cooling using advanced composite Materials with high thermal conductivities,” IEEE Transactions on components, packaging and manufacturing technology, Vol. 1, No. 4, April 2011. [6] M. Z. M. Hanafi, F. S. Ismail. (2014), “HeatSink Model and Design Analysis Based on Particle Swarm Optimization,” IEEE Innovative Smart Grid Technologies, Asia (ISGT Asia), 2014. [7] K. Deb, P. Jain, N. K. Gupta, H. K. Maji. (2004), “Multiobjective Placement of Electronic Components using Evolutionary Algorithms,” IEEE Transactions on components and packaging technologies, Vol. 27, No. 3, 2004. [8] H. Delaram, A. Dastfan, M. Norouzi. (2015), “A numerical study on efficiency improvement of heat transfer for a 3-phase inverter,” Modares Mechanical Engineering, Vol. 15, No. 2, pp. 13-24, 2015 (in Persian). [9] R. Nowakowski, N. Tang. (2009), “Efficiency of Synchronous Versus Nonsynchronous Buck converters,” Texas Instrument corporated, Analog Applications Journal, 2009. [10] P. Sanjeev, Sh. Jain. (2013), “Analysis of conduction and switching losses in two level inverter for low power applications”, IEEE, Annual India Conference (INDICON). [11] K. N. Mude. (2018), “Single phase controlled Rectifiers,” Elsevier inc, 2018. [12] N. Rao, D. Chamund. (2014), “Calculating Power Losses in an IGBT Module,” http://www.dynexsemi.com/. [13] M. Felczak, B. Wiecek, G. De Mey. (2009), “Optimal placement of electronic devices in forced convectivecooling conditions” Elsevier Ltd, Microelectronics Reliability, Vol 49, Issue 12, December 2009, Pages 1537-1545. [14] A. Bouzida, R. Abdelli, M. Ouadah. (2016), “Calculation of IGBT Power Losses and Junction Temperature in Inverter drive,” IEEE, 8th International Conference on Modeling, Identifcation and control (ICMIC), Algeria. [15] S. Manictala. (2006), “Switching Power Supplies A to Z,” Elsevier, http://www.books.elsevier.com/. [16] M. Rashid. (2014), “ Power Electronics Devices, Circuits and Applications,” 4th ed, 2014. [17] http://www.mouser.com/ds/2/149/FGH60N60UFD-889110.pdf/. [18] www.thinkisemi.com/pdf/FF60UP30DN.pdf [19] 18. C. A. Santos, J. A. Spim Jr, A. Garcia. (2000), “Modeling of Solidification in Twin Roll Strip Casting,” Elsevier, Journal of Materials Processing Technology. [20] http://www.ebmpapst.com/products/datasheets/AC-axial-fan-9956M-ENU.pdf [21] G. D. Mey, M. Fekczak, B. Wiecek. (2015), “The use of fractional calculus for the optimal placement of electronic components on a linear array,” Electronic and Energetics, Vol. 28, No 1, pp. 77-84, 2015. [22] G. D. Mey, M. Fekczak, B. Wiecek. (2008), “ Exact solution for optimal placement of electronic components on linear array using analytical thermal wake function,” Electronics Letters, Vol. 44, No. 20, 2008. [23] بنائی، محمدرضا؛ فائقی بناب، حسیناژدر؛ " ارائه یک مبدل dc-dc جدید بدون ترانسفورماتور با بهره ولتاژ بهبودیافته"، مجله مهندسی برق دانشگاه تبریز، جلد 46، شماره3، صفحه 71-59، پاییز 1396. [24] پورجمال، یوسف؛ عجمی، علی؛ " یک روش جدید برای جایابی منابع تولید پراکنده در سیستمهای توزیع با هدف کاهش تلفات و افزایش قابلیت اطمینان"، مجله مهندسی برق دانشگاه تبریز، جلد 42، شماره2، صفحه 75-65، پاییز 1391. | ||
آمار تعداد مشاهده مقاله: 464 تعداد دریافت فایل اصل مقاله: 396 |