طراحي سيستمي بخش‌هاي حفاظتي يك مبدل ماتريسي 3 كيلو واتي و تحليل حرارتي گرماگير آن به روش اجزاي محدود

در اين مقاله به شبيه‌سازي مبدل ماتريسي با ساختار مستقيم و تحليل حرارتي ادوات حفاظتي آن پرداخته مي‌شود. امروزه، با توجه به پيشرفت فناوري در حوزه مبدل‌هاي الكترونيك قدرت، مبدل‌هاي ماتريسي بيش از پيش مورد توجه قرار گرفته‌اند. اين مبدل‌ها قابليت‌هاي بسياري داشته و در كاربردهاي صنعتي و نظامي گوناگون همچون صنايع فضايي، هوايي، دريايي، حمل و نقل ريلي، سايت‌هاي نظامي مرزي جدا از شبكه و موارد مشابه استفاده مي‌شوند. هدف اصلي در اين مقاله، ارائه يك روند به‌منظور طراحي زيرسامانه‌هاي حفاظتي شامل فيلتر ورودي، مدارهاي محافظ (اسنابر) و گرماگير مي‌باشد. فيلتر ورودي موجب كاهش ورود اغتشاشات از سمت مبدل به شبكه مي‌گردد. از طرفي با توجه به كليدزني با فركانس بالا، استفاده از مدارهاي اسنابر در مبدل‌هاي ماتريسي الزامي مي‌باشد. همچنين، ادوات قدرت نياز به حفاظت حرارتي و گرماگير جهت عملكرد طولاني مدت دارند. در اين مقاله، موارد مذكور با استفاده از روابط و روندنماي پيشنهادي، براي يك مبدل ماتريسي با توان 3 كيلو واتي مورد مطالعه قرار گرفته است. نتايج حاكي از كاهش اعوجاجات هارمونيكي جريان ورودي در اثر استفاده از فيلتر ورودي طراحي شده و همچنين افزايش سرعت پاسخ پله سامانه به همراه كاهش خطاي حالت ماندگار مي‌باشد. همچنين، مدارهاي اسنابر طراحي شده، توانايي كاهش 20 درصدي استرس ولتاژ بر روي كليدها را داشته و در خصوص دفع حرارت نيز به كمك تحليل به روش اجزاي محدود، تأثير گرماگير طراحي شده در كاهش 60 درصدي استرس دمايي نشان داده مي‌شود.