ارائه کننده: سید محمد سالم
استاد راهنما: دکتر رضا بیرانوند
استاد ناظر داخلی اول: دکتر علی یزدیان 
استاد ناظر خارجی اول: دکتر شهریار کابلی (دانشگاه صنعتی شریف)
تاریخ: 1402/12/08
ساعت: 8
مکان: مرکز مطالعات و برنامه­ ریزی شبکه ­های قدرت

چکیده:
ترانسفورمرها و اتو­ترانسفورمرها از صدای زیاد قابل شنیدن، راندمان پایین و وزن سنگین هسته مغناطیسی و مسی رنج می برند ازاین رو می‌توان از مبدل­های ac-ac به عنوان جایگزینی برای بالا و پایین بردن سطح ولتاژ و همچنین از بارهای حساس در برابر منابع برق متناوب یا ضعیف محافظت کرد. رایج­ترین توپولوژی­ های مبدل ­های ac-ac  مبدل های غیر مستقیم ac-dc-ac و مبدل های ماتریسی و مبدل های ac-ac بدون واسطه هستند. مبدل ac-dc-ac به دلیل فرایند تبدیل دوگانه­ای که دارد راندمان توان پایین و نیاز به قطعات بیشتری دارد همچنین مبدل ماتریسی به دلیل تعداد زیاد کلید و نسبت انتقال ولتاژ محدود مدولاسیون، کلیدزنی پیچیده و مشکلات کموتاسیون به طور گسترده در صنعت استفاده نمی شود. در سال های اخیر، استفاده از مبدل های کاهنده ac-ac در کاربردهای مختلف بسیار مورد توجه قرار گرفته است. به منظور کاهش تلفات و افزایش بازده مدار می توان از روش کلیدزنی نرم در مبدل­های  ac-acاستفاده کرد. در این صورت می­توان فرکانس کلیدزنی را به منظور کاهش اندازه­ی عناصر غيرفعال مدار نظير سلف (ها)، ترانسفورماتور(ها)، خازن(ها) و افزایش چگالی توان افزایش داد. دراین پایان­نامه یک مبدل ac-ac کاهنده براساس مدولاسیون عرض پالس که جایگزین بسیار مناسبی برای اتوترانسفورها و ترانسفورمرهای کاهنده است، با قابلیت کاهش ولتاژ خروجی با تغییر چرخه وظیفه وگسترش پذیری جهت کاربردهای کاهش ولتاژ و توان خروجی ارائه شده است. ویژگی برجسته این مبدل این است که کلیدهای قدرت تنها یک بازو در فرکانس بالا کلیدزنی انجام می­دهند در حالی که کلیدهای بازوهای دیگر در فرکانس پایین کلیدزنی انجام می­دهند. مبدل ارائه شده دارای ویژگی­هایی همچون ریپل کم جریان ورودی، بازده بسیار مناسب، امکان رسیدن به ولتاژ و توان­های خروجی کم­تر از طریق افزایش تعداد طبقات خروجی مدار و تنش ولتاژی کم کلیدهای قدرت و خازن خروجی است. جهت تحلیل و بررسی ساختار پیشنهادی، معادلات مدار در حوزه­ی زمان استخراج شده اند. به منظور بررسی عملکرد مبدل و اطمینان از صحت معادلات به دست آمده و شبیه ­سازی­های انجام شده، یک نمونه­ی آزمایشگاهی نیز از مبدل پیشنهادی ساخته شده است. اين نمونه آزمايشگاهی با ولتاژ ورودی220 ولت ac با فرکانس 50 هرتز برق شهر برای کلید­های فرکانس پایین و فرکانس کلیدزنی 100 کیلوهرتز برای دو کلید فرکانس بالا و ولتاژ خروجی ac با دامنه قابل تنظیم در محدوده 0-220 ولت با تغییر چرخه وظیفه  مدولاسیون عرض پالس و حداکثر توان 650  وات ساخته شده است.