بخشی از مقاله
چکیده
این مقاله مدل فشرده کویل تروئیدي گسسته را ارائه میکند و بهدنبال آن نشان داده میشود که مقادیر پارامترهاي این مدل با استفاده از نمونهبرداري از نتایج آزمایشگاهی و الگوریتم حداقل مربعات بازگشتی قابل شناسایی میباشد. مقایسه مقادیر پارامترهاي شناسایی شده با پارامترهاي استخراج شده از تحلیل هندسی مدل بیان میدارد که الگوریتم حداقل مربعات بازگشتی بدون نیاز به تعیین حدود صفر و قطب توابع شبکه توانایی بسیار بالایی در شناسایی مقادیر پارامترهاي مدلهاي واقعی از روي نتایج آزمایشگاهی که با نویز همراه هستند را دارا میباشد.
با توجه به اینکه طراحی مفهومی و جزئی این کویل در انطباق با اینورتر منبع ولتاژ مستلزم تخمین تغییرات ولتاژ و جریان دو سر هر دور کویل - در مراحل سه- گانه شارژ، آماده بهکار و دشارژ - بوده وهمچنین انرژي مغناطیسی واقعی ذخیره شده در کل کویل با توجه به مدل ارائه شده - جداسازي انرژي مغناطیسی از انرژي الکتریکی - از رفتار ولتاژ و جریان دو سر کویل بهدست نمیآید، لذا در این تحقیق از فیلتر کالمن جهت تخمین کمیتهاي فوق بهدلیل غیرقابل اندازهگیري بودن ولتاژ و جریان سلفهاي جزئی ارائه شده در مدل و همچنین غیرقابل اندازهگیري بودن انرژي مغناطیسی واقعی ذخیره شده در مدل، استفاده شده است.
-1 مقدمه
تحقیقات اخیر در زمینه راکتورهاي پلاسما و فیوژن از قبیل توکوماك1، سیستمهاي ابررساناي ذخیرهساز انرژي مغناطیسی2، راکتورهاي گداخت هسته و ... کویلهاي متنوعی را مورد مطالعه قرار دادهاند.[1-8] از یکسو قابلیت پیادهسازي ماژولار کویل تروئیدي گسسته یکی از امتیازات بارز این کویل نسبت به سایر کویلها بوده و از سوي دیگر این کویل در مقایسه با سایر کویلها کمتر مورد تحلیل قرار گرفته است، لذا در این مقاله کویل تروئیدي گسسته مورد تحلیل و مدلسازي ریاضی قرار میگیرد.
با توجه به اینکه دستیابی به طراحی بهینه این کویل با توابع هدف مختلفی از قبیل حذف تنش، کاهش شارهاي پراکندگی، ماکزیمم نمودن انرژي مغناطیسی ذخیرهشده، پایدارسازي راکتور و ... مستلزم تعیین دقیق اندوکتانسهاي کویل است، لذا در این تحقیق به استخراج روابط تحلیلی اندوکتانسهاي این کویل پرداخته شده است.
پایدارسازي سیستمهاي انتقال توان، بهبود کیفیت توان، شتاب دهندههاي ذرات بنیادي هسته اتم، ادوات Facts و دهها مورد دیگر از جمله کاربردهاي این کویل میباشند . [17-21 ] این مقاله مدل کویل تروئیدي گسسته را جهت تحلیل حالت- هاي گذرا ارائه داده و پارامترهاي این مدل را توسط الگوریتم حداقل مربعات بازگشتی1 با دقت بسیار بالائی شناسائی می- نماید تا در کاربردهاي مختلف ازعملکرد واقعی کویل اطمینان حاصل شود.
فیالمثل استخراج فرکانسهاي رزونانسی سري و موازي کویل بهمنظور جلوگیري از وقوع حالتهاي رزونانسی در شبکههاي قدرت یکی از ملاحظات کاربردي این کویل میباشد. با توجه به گستردگی مدل کویل، طراحی جزئی و تعیین دقیق انرژي مغناطیسی ذخیره شده در کویل بدون تخمین جریان و ولتاژ دو سر هر المان ارائه شده در مدل و تعیین پروفیل شارژ و دشارژ امکانپذیر نمیباشد.
از سوي دیگر پروفیل شارژ و دشارژ به نوع اینورتر متصل به دو سر کویل وابسته میباشد. در این تحقیق تمامی زیر سیستم- هاي متصل به دو سر کویل در کاربردهاي مختلف بهصورت یک منبع ولتاژ ایدهآل، در نظر گرفته شده و از فیلتر کالمن جهت تخمین متغیرهاي حالت غیرقابل اندازهگیري مدل کویل استفاده شده است.
-2 مدلسازي کویل تروئیدي گسسته
در این بخش مدل کویل تروئیدي گسسته در حالت ابررسانائی ارائه میشود. همانگونه که از شکل - 2 - ، الف مشاهده میشود این کویل از S کویلسلونوئیدي سريشده که بهصورت تروئیدي و متقارن توزیع میشوند تشکیل شده است. در این تحقیق کویل تروئیدي گسسته متشکل از هشت کویل سلونوئیدي است. شکل - 2 - ، ب تصویر این کویل را بر صفحه xy نمایش میدهد. در اینشکل Rmk ، فاصله مرکز تقارن کویل سلونوئیدي k ام با محور z تعریف میشود.
