دراین پایان نامه یک ریزشبکه شامل واحد های تولید پراکنده توربین بادی با ژنراتور القائی دو تغذیه ای (dfig ) ، فتو ولتائیک (pv ) وپیل سوختی اکسید جامد (sofc )، به منظور عملکرد در دو حالت متصل به شبکه و جزیره ای بررسی و مدل شده است، فتو ولتائیک و پیل سوختی بصورت هایبرید بوده و کنترل کننده های آنها برای عملکرد در دو مد متصل به شبکه و جزیره ای طراحی شده و کنترل کننده فتو ولتائیک براساس ردیابی ماکزیمم توان (mppt ) می باشد. کنترل کننده توربین بادیdfig برای داشتن عملکرد مناسب در حالت جزیره ای بهبود داده شده است به گونه ای که علاوه بر بهبود کنترل ولتاژ و فرکانس در مد جزیره ای، دریافت ماکزیمم توان نیز از انرژی باد حاصل شود. شبیه سازی ها توسط نرم افزار pscad/emtdc انجام شده ونتایج آن،صحت عملکرد ساختار کنترلی ریزشبکه را نشان می دهد. کلمات کلیدی : ریز شبکه، عملکرد جزیره ای، توربین بادی، فتوولتائیک، پیل سوختی اکسید جامد، ردیابی ماکزیمم توان.

در این پایان نامه مدل سازی و کنترل ژنراتور القایی دوسوتغذیه (dfig) به همراه توربین بادی سرعت متغیر در حالت متصل به شبکه انجام شده است. مدل دینامیکی سیستم مذکور در دستگاه مرجع سنکرون d-q شبیه سازی شده است. همچنین یک روش کنترل توان راکتیو به منظور تثبیت ولتاژ در مکان های دور از شبکه قدرت، ارائه شده است. در این روش توان راکتیو تولیدی مبدل های منبع ولتاژ (vscs) به گونه ای کنترل می شود که dfig و مبدل ها از شرایط نامی خود تجاوز نکند. علاوه براین، یک مزرعه بادی با ژنراتورهای القایی دوسوتغذیه در چند ساختار بررسی و شبیه سازی شده است. همچنین روشی جدید برای کنترل سرعت و توان dfigها، به منظور دریافت بیشینه توان از باد، استفاده شده است. در ابتدا، یک لینک dc مشترک برای dfig ها در نظر گرفته شده و این لینکdc از طریق یک مبدل به شبکه وصل و تثبیت می شود. بنابراین در تعداد مبدل ها نسبت به توربین های بادیdfig متعارف صرفه جویی شده است. سپس، در لینک dc یک باطری فرض شده است و بنابراین از قابلیت کنترل توان اکتیو مبدل سمت شبکه برای جبران سازی نوسانات توان اکتیو خط انتقال استفاده شده است. همچنین استفاده از مبدل سری در مزرعه بادی به عنوان یک مورد مطالعاتی بررسی شده است. هدف نهایی این پایان نامه، طراحی مطلوب کنترل کننده های dfig در ساختارهای مختلف پیشنهادی، در راستای دریافت بیشینه توان از انرژی باد، و بهبود کیفیت توان می باشد. شبیه سازی ها توسط نرم افزارهای pscad/emtdc و matlab/simulink انجام شده و نتایج آن، صحت عملکرد ساختارهای کنترلی جدید در بهبود پارامتر های کیفیت توان (مثل جبران سازی کاهش ولتاژ، افزایش ولتاژ و فلیکر) را نشان می دهد.

منابع انرژی های نو، جهت تامین توان مورد نیاز بار در موقعیت های متفاوت، لازم است که با یکدیگر به طور مناسب ترکیب و کنترل شوند. در این پایان نامه، تمرکز اصلی بر روی ترکیب فتوولتائیک، سلول سوختی و توربین بادی می باشد تا توان مورد تقاضای بار را تامین کنند. در این راستا یک سیستم ترکیبی شامل فتوولتائیک، سلول سوختی و توربین بادی طراحی و شبیه سازی می گردد. زمان هایی که توان تولیدی فتوولتائیک و توربین بادی بیش از توان مورد تقاضای بار است، مقداری از توان تولیدی، صرف توان مورد نیاز بار شده و مابقی توان، به مصرف الکترولایزر می رسد تا جهت سوخت مصرفی سلول سوختی، هیدروژن تولید شود. زمانی که فتوولتائیک و توربین بادی نتوانند توان مورد نیاز بار را تامین کنند، سلول سوختی مابقی توان مورد نیاز بار را تامین می کند و اگر توان مورد نیاز بار بیش از توان تولیدی سلول سوختی، توربین بادی و فتوولتائیک باشد، بانک خازنی مابقی توان مورد نیاز بار را تامین خواهد کرد. بخش اصلی این پروژه، هایبرید کردن منابع تولید انرژی با سلول سوختی با استراتژی ذخیره سازی توان برای یک شبکه مستقل از شبکه اصلی می باشد. در این پایان نامه تمام مدل های دینامیکی سلول سوختی، فتوولتائیک و توربین بادی نیز بیان شده اند. به علاوه، سه روش کنترل فرکانس (کنترل تناسبی، خمیدگی و خمیدگی بهبود یافته) در یک شبکه مستقل از شبکه ترکیبی با سیستم های تولید توان انرژی های نو انجام شده اند. همچنین، عملکرد این سیستم تحت موقعیت های مختلف وزش باد، تابش خورشید و بار بررسی شده است.

یکی از اساسی ترین موضوع های مورد بحث در توربین های بادی ژنراتور القایی، بهبود پایداری ولتاژ و تثبیت فرکانس است. هدف از این پایان نامه، طراحی جبران ساز یکپارچه کیفیت توان به منظور کنترل مستقل فرکانس و ولتاژ در توربین های بادی می باشد. طراحی سیستم کنترل جبران ساز به دو حالت عمده، اتصال توربین های بادی به شبکه و مستقل از شبکه انجام می شود. در حالت اتصال به شبکه، دو ساختار متمایز جهت اتصال توربین های بادی به شبکه توسط جبران ساز بیان شده است که این دو ساختار با حالت اتصال مستقیم توربین به شبکه در زمان وقوع اتصال کوتاه و فروپاشی ولتاژ مقایسه می شوند و فروپاشی ولتاژ ناشی از افزایش شدید بار است. در ادامه طراحی سیستم کنترل جبران ساز در حالت مستقل از شبکه بررسی می شود. در این حالت از هایبرید توربین بادی با پیل سوختی به منظور تامین توان بار استفاده شده است. در واقع هدف از استفاده از جبران ساز در این حالت تثبیت ولتاژ و فرکانس شبکه با استفاده از کنترل توان توربین های بادی می باشد.

امروزه استفاده از تولیدات پراکنده(dg) با توجه به ویژگی های خوب آن در سراسر دنیا روبه افزایش می باشد. تاثیر پذیری این تولیدات از شرایط جوی و آب و هوایی، موجب شده تا تولید توان این تولیدات متغیر باشد. یکی از مهمترین کاربردهای این تولیدات در شبکه های مستقل از شبکه ی سراسری می باشد. بنابراین برقراری تعادل توان بین تولید و مصرف در این نوع از شبکه ها در شرایط بروزتغییر در تولید و مصرف توان، مهم و ضروری است. در این پایان نامه، کنترل فرکانس یک شبکه ی مستقل از شبکه ی سراسری در حضور تولیدات پراکنده ی مختلف و ذخیره کننده های انرژی مورد بررسی قرار گرفته است. برای نزدیک شدن به شرایط واقعی در شبیه سازی شبکه های مستقل، تغییرات باد و تابش خورشید به صورت واقعی و تغییرات بار مصرفی به صورت پله ای و متغیردر نظر گرفته شده است. برای ایجاد هماهنگی بین تولید و مصرف از استراتژی کنترلی دروپ (شیب افتی) استفاده شده است. در این پایان نامه علاوه بر پیشنهاد و مدل سازی ساختار های مختلفی از شبکه های مستقل، کنترل کننده های مختلفی مانندکلاسیک، فازی و عصبی استفاده شده است. همچنین برای بهبود کارایی کنترل-کننده ها، از الگوریتم های بهینه سازی برای تنظیم پارامترهای کنترل کننده ها استفاده شده است. در پایان نیز ارزیابی نتایج با نمایش میزان تغییرات نوسانات فرکانس درشبکه مورد بررسی قرار گرفته است. همچنین در این پایان نامه یک روش جدید برای بهبود پاسخ دینامیکی پیل سوختی و یک استراتژی کنترلی مناسب برای کنترل ولتاژ و فرکانس ریز شبکه استفاده شده است. تحلیل و عملکرد شبکه های پیشنهادی در محیط نرم افزار متلب صورت گرفته است.

در این پایان نامه، به بررسی روش های دسته بندی بار و پیش بینی قیمت در بازار برق پرداخته شده است و نقش آن ها در بهبود عملکرد خرده فروشان انرژی الکتریکی مورد بررسی قرار گرفته است. دسته بندی بارها به منظور ارائه قیمت های متفاوت به مصرف کنندگان مختلف، می تواند درجه آزادی خرده فروشان را در تعیین قیمت برای مصرف کنندگان افزایش دهد. در این پایان نامه، روش های k-means، fuzzy c-means و دسته بندی با استفاده از الگوریتم بهینه سازی ترکیبی آموزش-یادگیری و تکامل تفاضلی برای دسته بندی بارها مورد بررسی قرار گرفته است. از سوی دیگر، برای این که یک خرده فروش عملکرد مناسبی در بازار داشته باشد، اطلاع از قیمت بازار در آینده، برای او امری ضروری محسوب می شود. بنابراین، خرده فروشان، از روش های پیش بینی قیمت برای تخمین قیمت در آینده استفاده می کنند. روش های پیش بینی بررسی شده در این پایان نامه، روش های مدل سازی سری های زمانی هستند، که به دو دسته خطی و غیرخطی تقسیم بندی می شوند. از روش های خطی، روش arima و از روش های غیرخطی، شبکه های عصبی mlp وrbf، ماشین بردار پشتیبان و مدل سری های زمانی فازی مورد بررسی قرار گرفته است. همچنین، مدلی بر اساس سری های زمانی فازی برای پیش بینی قیمت برق ارائه گردیده است و روش های سفیدسازی،آنالیز مولفه های مستقل و انتخاب ویژگی بر اساس تابع همبستگی عرضی نیز برای پیش پردازش ورودی های شبکه های عصبی، مورد بررسی قرار گرفته است. برای مقایسه عددی روش های پیش بینی فوق، از داده های بازارهای برق اسپانیا، سنگاپور و نیوانگلند استفاده شده است. در ادامه، برای نشان دادن نقش روش های دسته بندی بار و پیش بینی قیمت در بهبود عملکرد خرده فروشان، به مدل سازی عملکرد خرده فروشان در دو بازه زمانی میان مدت و کوتاه مدت پرداخته شده است. لازم به ذکر است که در بازه زمانی میان مدت، به دلیل بالا بودن عدم قطعیت بار و قیمت بازار، از روش تولید سناریو برای حل مسئله میان مدت استفاده شده است.

قابلیت افزایش ولتاژ اینورترهای منبع جریان می تواند مشکل نیاز به یک مبدل الکترونیک قدرت اضافی را برطرف ساخته و هزینه سیستم را پایین بیاورد. علاوه بر این توانایی در حفاظت اتصال کوتاه و کنترل مستقیم جریان خروجی، از دیگر مزیت های این نوع اینورترها نسبت به اینورترهای منبع ولتاژ می باشد. سیستم های فتوولتائیک اغلب به شبکه توزیع و یا فوق توزیع متصل می شوند، در نتیجه در معرض خطاهای تک فاز و یا دوفاز قرار می گیرند. به همین دلایل اغتشاشات بردار ولتاژ، باید به درستی با سیستم سنکرون ساز، آشکار شود و سیستم کنترلی مبدل، چنین شرایط عملکردی را از بین برده و برای شبکه یک پشتیبان فراهم می کند. در شرایط نامتعادل بودن ولتاژهای سه فاز، استفاده از حلقه بسته شده فاز در دستگاه مرجع دوتایی تفکیک شده در آشکارسازی مولفه توالی مثبت نتیجه بهتری نسبت به حلقه بسته شده فاز معمولی خواهد داشت. این نوع از حلقه بسته شده فاز بردار ولتاژ نامتعادل را در دو دستگاه مرجع سنکرون توالی مثبت و توالی منفی تجزیه می کند. در نتیجه حتی در شرایط نامتعادل بودن شبکه می تواند مولفه توالی منفی را از ولتاژ حذف کرده و مقدار دقیق مولفه توالی مثبت را با سرعت و دقت مناسب آشکارسازی کند.

این پایان نامه بهبود عملکرد دینامیکی ریزشبکه با استفاده از ژنراتور القائی تغذیه دوگانه بادی را بررسی می کند. ریزشبکه مورد مطالعه از یک فیدر توزیع تشکیل شده است که توسط دو ریزمنبع با سوخت فسیلی، یعنی میکروتوربین و سلول سوختی اکسید جامد، و یک منبع تجدیدپذیر انرژی یعنی ژنراتور القائی تغذیه دوگانه بادی تغذیه می شود. به علت ثابت زمانی بزرگ پاسخ های میکروتوربین و سلول سوختی اکسید جامد، ریزشبکه مورد مطالعه برای برقراری تعادل اولیه انرژی در شرایط اضطراری، از یک منبع ذخیره ساز انرژی از نوع باتری استفاده می کند. سرعت ژنراتورهای القائی تغذیه دوگانه بادی تقریبا به طور کامل از فرکانس شبکه مجزا شده می باشد. با توجه به این امر، این نوع از توربین های بادی دارای پاسخ اینرسی در اغتشاش های فرکانسی نمی باشد. این پایان نامه یک ساختار جدید شبیه ساز اینرسی برای ژنراتورهای القائی تغذیه دوگانه بادی ارائه می دهد به گونه ای که پاسخ اینرسی و پاسخ گاورنری توربین بادی همزمان با هم بهبود داده می شود. ریزشبکه به طور معمول در حالت متصل به شبکه ولتاژ متوسط عمل می کند؛ با این وجود جزیره شدن برنامه ریزی شده یا برنامه ریزی نشده می تواند برای آن رخ دهد. برای تحلیل عملکرد ریزشبکه و کنترل کننده پیشنهادی، موردهای مطالعاتی برای هر دو نوع ذکر شده جزیره ای شدن شبیه سازی شده است.

امروزه شبکه‏های انتقالی که کنترل‏پذیرتر و ایمن‏تر باشند و بتوان تغییرات بیشتری در ساختار آنها ایجاد کرد، دارای بازده بیشتر می‏باشند. به طوری که شرکت‏های تولیدکننده توان الکتریکی در بازار برق بیشتر به سرمایه‏گذاری در این گونه شبکه‏ها‏ تمایل دارند، زیرا این گونه از شبکه‏ها‏ سود بیشتری عاید ‏تولید‏کنندگان می‏کنند. برنامه‏ریزی مشارکت واحدها با در نظر کلیدزنی بهینه خطوط و امنیت n-1 با تغییر ساختار شبکه به یک ساختار بهینه، می‏تواند بازده شبکه را بالا برده و هزینه پرداختی مصرف‏کنندگان را پایین آورد. اما مشکلی که در اینجا وجود دارد اجرای برنامه برنامه‏ریزی مشارکت واحدها با در نظر کلیدزنی بهینه خطوط و امنیت n-1 می‏باشد، که زمان بسیار زیادی برای اجرا می‏برد، و این امر باعث بوجود آمدن مشکلی برای برنامه‏ریزی بازار برق برای روز بعد می‏شود. با کلیدزنی بهینه خطوط می‏توان تراکم در خطوط را مدیریت نمود. در این پایان‏نامه با الگوریتم‏های پیشنهادی سرعت اجرای برنامه‏ها افزایش پیدا کرده است.

اینورتر منبع ولتاژ و اینورتر منبع جریان دو نوع متداول از اینورترها می باشند که امروزه کاربردهای صنعتی فراوانی دارند. اما با وجود استفاده گسترده، این اینورترها دارای نقاط ضعفی نیز هستند. مثلاً، اینورتر منبع ولتاژ، کاهنده و اینورتر منبع جریان، افزاینده ولتاژ هستند و هیچ یک از این دو نمی توانند همزمان کاهنده- افزاینده باشند. برای غلبه بر این مشکل و بسیاری از مشکلات دیگر اینورترهای رایج، در سال 2002، ساختار جدیدی تحت عنوان اینورتر منبع امپدانس توسط پنگ ارائه شد. این پایان نامه سعی بر آن دارد تا با بررسی و مطالعه دقیق اینورتر منبع امپدانس، راهکارهای جدیدی را برای بهبود عملکرد آن ارائه دهد.

روش های حلقه قفل فاز در سال های اخیر به عنوان روشی موفق در تشخیص فاز و سنکرون سازی شبکه شناخته شده اند. از مهمترین برتری های این روش ها می توان به سادگی پیاده سازی، عملکرد سریع، سهل و مطمئن آنها اشاره کرد. امروزه با افزایش رشد چشمگیر منابع تولید انرژی های نو و پراکنده، سنکرون سازی در شبکه و عملکرد صحیح مبدل های تکفاز متصل به شبکه و یا فیلترهای پسیو شبکه و ... مستلزم تشخیص صحیح زاویه ی فاز مولفه ی اصلی ولتاژ شبکه و یافتن سیگنال ac در شبکه های تکفاز و تشخیص مولفه های توالی مثبت در سیستم های سه فاز است. در این پایان نامه روشی جهت پیاده سازی حلقه قفل فاز برای سیستم های تکفاز و سه فاز ارائه شده است. کارایی روش پیشنهادی از طریق آزمایش عملکرد آن در یافتن فاز، دامنه و فرکانس مولفه اصلی در صورت وجود اغتشاشات کیفیت توان نظیر: هارمونیک، شرایط افت یا افزایش دامنه ی ولتاژ و فلیکر مورد بررسی قرار گرفته است. نتایج بدست آمده حاکی از آن است که علاوه بر کاهش زمان گذرای تشخیص فاز، عملکرد هموار تشخیص فاز و دامنه ی سیگنال فلیکر، همچنین تشخیص دامنه و فاز مولفه های هارمونیکی سیگنال نیز به کمک این روش امکان پذیر است.

یکی از پرکاربردترین موتورها در صنعت و لوازم خانگی موتورهای القایی می¬باشد که معمولاً توسط مبدل¬های الکترونیک قدرت و به شیوه مدولاسیون پهنای پالس معین کنترل می¬شود. اما روش مدولاسیون پهنای پالس معین خود دارای مشکلاتی چون ایجاد هارمونیک مرتبه پایین که منجر به نویز صوتی آزار دهنده می¬گردد، لرزش مکانیکی موتور و تداخل الکترومغناطیسی (emi) می¬باشد. مدولاسیون پهنای پالس تصادفی با کاهش دامنه¬ی هارمونیک¬های مرتبه پایین و انتقال آن ها به مراتب بالا، شکل موج خروجی را بهبود می¬بخشد. این قضیه از این نظر حائز اهمیت می¬باشد که با کاهش هارمونیک¬های مرتبه پایین هم از نویز صوتی کاسته شده و هم لرزش موتور کم می¬شود. در این پایان¬نامه یک روش جدید مدولاسیون پهنای پالس حامل نامتقارن تصادفی ارائه می¬گردد که نوع جدیدی از مدولاسیون می¬باشد. بر اساس شبیه سازی، نشان داده شده است که اثر پخش کردن مؤلفه های گسسته¬ی طیف جریان موتور و طیف صوتی بر روی نویز صوتی و ارتعاشات مکانیکی موتور بسیار موثر می¬باشد. طیف صاف جریان موتور یک نویز صوتی نزدیک به نویز سفید را ایجاد می¬کند که عملکرد محرکه را بهبود می¬بخشد. موج حامل جدید به راحتی و بدون استفاده از مدارات خارجی به صورت دیجیتال پیاده سازی می¬گردد. این روش مدولاسیون در هر دو سیستم کنترل حلقه بسته و حلقه باز می تواند مورد استفاده قرار گیرد. همچنین، برد اینورتر جهت آزمایش روش مذکور ساخته شده است. واژه های کلیدی: موتور القایی، مبدل¬های الکترونیک قدرت¬، نویز صوتی ، ارتعاش مکانیکی موتور و مدولاسیون پهنای پالس تصادفی.

در این پژوهش طراحی و بهینه¬سازی موتورهای آهنربای دائم بدون جاروبک با در نظر گیری تعدادی قیود انجام گرفته است. همچنین مبحث حرارتی که بر مسائلی همچون هزینه ساخت، حفاظت و نگهداری در ماشین¬های الکتریکی تأثیر دارد، در مراحل طراحی ماشین لحاظ شده است. ابتدا روش تحلیل دمایی مبتنی بر شبکه¬های مداری بررسی شده¬ و سپس نتایج حاصل با روش اجزای محدود مقایسه شده¬است؛ برای تأیید نتایج حاصل از دو روش فوق، دمای یک نوع موتور اندازه¬گیری شده¬ است. سپس به عنوان یک ارتقا نسبت به کارهای قبل، اثر دما در قسمت طراحی و بهینه¬سازی موتور لحاظ شده¬است، روش¬های موثر طراحی بهینه¬ی ماشین-های بدون جاروبک بدون شیار آهنربای دائم مبتنی بر روش¬های بهینه سازی فرا اکتشافی از جمله روش بهینه سازی تک هدفه یادگیری و آموزش و همچنین روش بهینه¬سازی چندهدفه پرتو نیز مورد بررسی قرار گرفته¬است. استفاده از تحلیل دو بعدی و روابط تحلیلی، دقت و سرعت محاسبات را به نحو قابل قبولی افزایش داده¬است. در انتها دو پارامتر مهم (دما و فاصله هوایی) که احتمال بروز خطا در آن¬ها وجود دارد تحت پدیده¬های تصادفی عدم قطعیت بررسی شده اند.

سیستم¬های توانی برای عملکرد بهینه با توجه به محدودیت¬های اعمالی و مسائل تکنیکی از جمله مباحث اقتصادی و زیست محیطی نیازمند کنترل کننده¬های پیشرفته¬ایی هستند. به همین دلیل و همچنین دلایل دیگری همچون رعایت قیود و محدودیت¬ها، مبحث گذرا در طول عملکرد سیستم قدرت مهم خواهند بود و عبور از قیود، مشکلات و صدمات جبران ناپذیری بر جای خواهد گذاشت. این مسئله می¬تواند در یک شبکه کوچک (ریز شبکه) که منابع توانی آن دارای ظرفیت محدودی هستند، نمود بیشتری داشته باشد. بنابراین یکی از مسائل مهم در این نوع سیستم¬ها خنثی¬سازی حالت¬های گذرا است. علی¬الخصوص زمانی که نقاط کار به محدوده مجاز آنها نزدیک¬تر باشند. در این پایان نامه به معرفی یک استراتژی کنترلی می پردازیم که، رفتار گذرای ریزشبکه را بهبود می¬بخشد.

روش¬های حلقه قفل فاز در سال¬های اخیر به عنوان روشی موفق در تشخیص فاز و سنکرون¬سازی شبکه شناخته شده¬اند. از مهمترین برتری¬های این روش¬ها می¬توان به سادگی پیاده¬سازی، عملکرد سریع، سهل و مطمئن آنها اشاره کرد. امروزه با افزایش رشد چشمگیر منابع تولید انرژی¬های نو و پراکنده، سنکرون¬سازی در شبکه و عملکرد صحیح مبدل¬های تکفاز متصل به شبکه و یا فیلترهای پسیو شبکه و ... مستلزم تشخیص صحیح زاویه¬ی فاز مولفه¬ی اصلی ولتاژ شبکه و یافتن سیگنال ac در شبکه¬های تکفاز و تشخیص مولفه¬های توالی مثبت در سیستم¬های سه¬فاز است. در این پایان¬نامه روشی جهت پیاده¬سازی حلقه قفل فاز برای سیستم¬های تکفاز و سه فاز ارائه شده است. کارایی روش پیشنهادی از طریق آزمایش عملکرد آن در یافتن فاز، دامنه و فرکانس مولفه اصلی در صورت وجود اغتشاشات کیفیت توان نظیر: هارمونیک، شرایط افت یا افزایش دامنه¬ی ولتاژ و فلیکر مورد بررسی قرار گرفته است. نتایج بدست آمده حاکی از آن است که علاوه بر کاهش زمان گذرای تشخیص فاز، عملکرد هموار تشخیص فاز و دامنه¬ی سیگنال فلیکر، همچنین تشخیص دامنه و فاز مولفه¬های هارمونیکی سیگنال نیز به کمک این روش امکان پذیر است.

در این پایان نامه، ابتدا ماشین های مغناطیس دائم را از لحاظ مسیر شار مورد بررسی و مقایسه قرار داده و پس از مقایسه کلی عملکرد ماشین های شار شعاعی و شار محوری، ماشینهای شار شعاعی به منظور مطالعه و بررسی سیم بندی استاتور، در نظر گرفته می شوند. به منظور تعیین الگوی سیم بندی مناسب برای کاربردهای سرعت پایین، حالت های مختلف سیم بندی استاتور از جمله سیم بندی متمرکز و توزیع شده، سیم بندی همپوشانی شده و غیرهمپوشانی شده، سیم بندی شیار کسری و شیار صحیح و سیم بندی تک لایه و دولایه در ترکیب های مختلفی از قطب و شیار، مورد برررسی و مقایسه قرار گرفته و براین اساس بهترین حالت های سیم بندی به منظور عملکرد مناسب ماشین از لحاظ گشتاور الکترومغناطیسی، نیروی محرکه الکتریکی بازگشتی، نیروهای نامتعادل مغناطیسی و گشتاور دندانه، مورد مقایسه واقع شده و الگوی سیم بندی مناسب برای کاربردهای سرعت پایین ارائه می شود. . کلیه ی محاسبات و شبیه سازی ها در این مطالعه، به کمک مدل تحلیلی دو بعدی انجام می پذیرد و در نهایت به منظور بررسی عملکرد ماشین ها در کاربردهای سرعت پایین، نمونه ای از ژنراتور توربین بادی را در نظر گرفته و نتایج حاصل از عملکرد این ژنراتور را از طریق تحلیل دو بعدی، ارائه داده و با استفاده از نرم افزار متلب نیز اعتبارسنجی می نماییم.

در این پایان نامه با استفاده از تابع لیاپانوف فازی، به طراحی کنترل کننده pdc و non-pdc برای سیستم های فازی افاین پرداخته می شود. استفاده از تابع لیاپانوف فازی باعث برقراری راحت تر شرایط پایداری و در نتیجه کاهش محافظه کاری می شود. همچنین استفاده از این تابع لیاپانوف به منظور پایدارسازی، طیف گسترده تری از سیستم های فازی افاین را شامل می شود. از طرفی استفاده از کنترل کننده non-pdc باعث می شود شرایط پایداری راحت تر و بدون نیاز به داشتن محدودیت بر روی ماتریس های کمکی به صورت نامساوی های ماتریسی خطی تبدیل شوند.

ماشین های با آهنربای دائم بدون جاروبک قطب یک در میان متشکل از دو نوع قطب آهنربا دائم و قطب فرومغناطیس ویژگی های خاصی ارائه می دهند. محاسبه دقیق دو بعدی تحلیلی میدان مغناطیسی برای ماشین های با آهنربای دائم قطب یک در میان تاکنون ارائه نشده، بنابراین نیاز به تحلیل و طراحی این ماشین ها بر اساس یک مدل قابل اعتماد به شدت احساس می شود. با استفاده از روش زیر ناحیه یک مدل دقیق الکترومغناطیسی برای هر دو حالت استاتور با شیار و بدون شیار می توان ارائه داد. در مورد ماشین های الکتریکی استاتور با ساختار شیاردار، اثرات شیارها و نوک دندانه ها نیز با این روش در نظر گرفته می شود. با فرض عدم اشباع مغناطیسی، محاسبات میدان مغناطیسی به طور جداگانه برای آهنربای دائم و عکس العمل آرمیچر انجام شده است. با استفاده از توزیع چگالی شار مغناطیسی، دیگر کمیت مهم مانند گشتاور الکترومغناطیسی، ولتاژ القایی، اندوکتانس خودی متقابل و نیروی مغناطیسی نامتعادل محاسبه شده است. در مورد ساختار استاتور شیاردار، با استفاده از روابط استخراج شده، دو موتور نمونه برای بررسی دقت روابط استخراج شده، مورد استفاده قرار گرفت: یک موتور 8-قطب، 9-شیار با سیم پیچی بدون همپوشانی و یک موتور 4-قطب، 15-شیار با سیم پیچی با همپوشانی. این نتایج برای سه الگوی مغناطیسی هالباخ، شعاعی و موازی بررسی گردید. نتایج تحلیلی با نتایج روش عددی برای نشان دادن دقت مدل تحلیلی دوبعدی مقایسه شده است. در مورد محاسبات ماشین های با ساختار استاتور بدون شیار، یک ماشین 4 قطب با سه الگوی مغناطیسی مختلف هالباخ، شعاعی و موازی بررسی شد و نتایج روش تحلیلی با نتایج روش عددی مقایسه شده است. در آخر برای درک تأثیر ابعاد آهنرباها بر روی عملکرد موتور تغییراتی در ضخامت و نسبت طول قوس آهنربا به گام قطب داده شد و نتایج این تغییرات بیان شده است.