مبدل‌های الکترونیک قدرت در وسایل نقلیه الکتریکی و هیبریدی

آنچه یاد خواهید گرفت:

• درک نقش مبدل‌های قدرت در وسایل نقلیه الکتریکی و هیبریدی
• شناسایی و توضیح قطعات نیمه‌هادی قدرت 
• تحلیل درایوهای DC تغذیه‌شده با یکسوساز 
• به‌کارگیری متدهایی برای کنترل سرعت موتورهای القایی 3 فاز
• طراحی و شبیه‌سازی مبدل‌های DC-DC
• بررسی درایوهای AC تغذیه‌شده با سایکلوکانورتر 

پیش‌نیازهای دوره

• دانش مقدماتی در مورد ماشین‌ها و موتورهای الکتریکی

توضیحات دوره

این دوره به بررسی عمیق مبدل‌های قدرت می‌پردازد که به‌طور خاص برای وسایل نقلیه الکتریکی (EVs) و وسایل نقلیه الکتریکی هیبریدی (HEVs) طراحی شده‌اند. با افزایش تقاضا برای حمل‌ونقل پاک و کارآمد، درک چگونگی مدیریت انرژی الکتریکی در این وسایل نقلیه ضروری است. مبدل‌های قدرت به عنوان اجزای حیاتی عمل می‌کنند که جریان انرژی را بین زیرسیستم‌های کلیدی مانند باتری‌ها، موتورها و تجهیزات الکترونیکی کمکی کنترل، تنظیم و هدایت می‌کنند.

دوره با معرفی اصول اولیه مبدل‌های قدرت آغاز می‌شود و نقش اساسی آن‌ها در معماری‌های EV و HEV برجسته می‌گردد. سپس دانشجویان انواع قطعات نیمه‌هادی قدرت - از جمله MOSFETs ،BJTs ،TRIACs و دیودهای قدرت - را که پایه و اساس بیشتر مدارهای مبدل را تشکیل می‌دهند، مطالعه خواهند کرد. ویژگی‌ها، رفتار سوئیچینگ و کاربرد آن‌ها در سیستم‌های خودرو به تفصیل مورد بحث قرار خواهد گرفت.

برنامه درسی به گونه‌ای ساختار یافته است که کاربردهای عملی مبدل‌ها را پوشش دهد، از جمله:

• درایوهای DC تغذیه‌شده با یکسوساز کنترل‌شده برای انواع مختلف بار (R و RL)
• درایوهای AC تغذیه‌شده با سایکلوکانورتر با استفاده از پیکربندی‌های افزاینده و کاهنده 
• درایوهای DC تغذیه‌شده با چاپر، با بررسی هر 5 کلاس (A تا E) با عملکرد مبتنی بر ربع 
• تکنیک‌های کنترل سرعت برای موتورهای القایی 3 فاز از طریق تغییر ولتاژ استاتور و بازیابی توان لغزش 

علاوه بر این، فراگیران در طراحی و شبیه‌سازی مبدل‌های DC-DC، از جمله توپولوژی‌های buck، boost و buck-boost شرکت خواهند کرد تا تنظیم ولتاژ برای بارهای مختلف خودرو را درک کنند. این دوره همچنین بر عملکرد اینورتر تأکید دارد و عملکرد آن‌ها در درایوهای موتور الکتریکی و نقش آن‌ها در سیستم‌های ترمز احیاکننده را توضیح می‌دهد.

با استفاده از ابزارهای شبیه‌سازی عملی و مطالعات موردی، دانشجویان مهارت‌هایی را برای تحلیل و طراحی سیستم‌های تبدیل توان کارآمد متناسب با e-mobility توسعه خواهند داد.

این دوره برای دانشجویان، محققان و متخصصان در زمینه‌های مهندسی برق، الکترونیک، مکاترونیک یا مهندسی خودرو که به دنبال ایجاد شایستگی‌های اصلی در الکترونیک قدرت EV و کمک به آینده حمل‌ونقل پایدار هستند، ایده‌آل است.

این دوره برای چه کسانی مناسب است؟

• داشتن دانش اولیه در مورد مدارهای الکتریکی و الکترونیکی – از جمله ولتاژ، جریان، مقاومت و قانون اهم.
• آشنایی با قطعات نیمه‌هادی – مانند دیودها و ترانزیستورها (مفید است اما الزامی نیست).
• دانش مقدماتی در مورد ماشین‌های الکتریکی – به‌ویژه موتورهای DC و موتورهای القایی.
• درک سیستم‌های AC و DC – مفاهیم اولیه جریان متناوب و مستقیم.