إلكترونيات القوى نظري

173
א א ٢٦١ ٢٦١ א א

Upload: mohammed-enab

Post on 08-Feb-2017

274 views

Category:

Documents


0 download

TRANSCRIPT

Page 1: إلكترونيات القوى نظري

אא

٢٦١٢٦١אא

Page 2: إلكترونيات القوى نظري

٢٦١ א

א

،،אא،אW

אא א א א א א אאאא،אאאאאאא

אאאא אאאאאאאWא

אאK אאאאאאא

א ،א אא א א אא א א ، א

א،אאאאאאאאאאאאאאאא

אא،אאאא،אK

א א ? א ? ? ?אאאאאאאאK אאאאאאא

،א،אאאאKאאאאא

א אא א WאK

אאאא

Page 3: إلكترونيات القوى نظري

٢٦١ א

א

אאאא

אאאאאאאK אאאאאא

אאאאאאאאאKאאא

אאאאאאאאאאאאאK

אאאאאאאאאאאאאא

אאאK אאאאאאאאא

אאאאאאKאאאאא

אאאאאאאאאאK

אא٤אW אאW

אאאאאאאאאFאאאEאא

אאאאאאאאאאאאאK

אאW אאאאFEאאאאאK

Page 4: إلكترونيات القوى نظري

٢٦١ א

א

אאW אאאאאאאאאאאאא

אאאאK

אאאW אאאאאאאאאאאא

אאאאאאK אאW

אאאאאאאאאאאאאא

אאאאאאאאאK

אאW אאאאאאאא

אאאאאאאK

Page 5: إلكترونيات القوى نظري

אא

אא

א

١

Page 6: إلكترونيات القوى نظري

אא ٢٦١ א

א א

- ١ -

אאW אאאאאאW

• א • א • אאא אא אאאאא א •• אאאא • אאאאאאאא

אאאאא

W אאאא

אאאאאאW

o אאDiodeאThyristorא אאGTO o אTriacאDiac o אאUJT o אאאBJTאMOSFETאאא

אIGBT

אאאW،אאאאאאא

אאאאאאאK

١ J١ אThyristorW אאאאsemiconductors

١٩٥٧General Electricsאאא

Page 7: إلكترونيات القوى نظري

אא ٢٦١ א

א א

- ٢ -

אKאאWאאAnode (A)

،אא Cathode (K)אא Gate (G)אF١ J١KE

אF١ J١WEא

אSilicon Controlled Rectifier (SCR)K

אאאאאאאKאאאאאאא

אON stateK

١ J١ J١אStates of a thyristorW WאאForward biased stateאא

אReverse biased stateKאאאKאאאאאFאKE

١ J١ J٢אאאStatic Characteristic of a thyristorW אאאאאא

אאK

Cathode الكاثود(K)

G

K

Anode األنود(A)

Gate البوابة

(G)

P N P N

J1 J2 J3

A

Page 8: إلكترونيات القوى نظري

אא ٢٦١ א

א א

- ٣ -

• אאFאאEאאJ1J3אאאJ2אאKא

אאאאאאKאאאאForward leakage current،

אאאForward Blocking (off) stateFאOAאF١ J٢KEE

אאאאאא

אאForward Breakdown VoltageאJ2א،אאאא

אאא On StateFאBCאF١ J٢KEEאאאאאJ2אא

אאאאאKאאאאאא

אאאאKאאאאאאאא‘IH’Holding

currentK

• אאFאאEאאJ2אאאJ1J3אאK

אאאאאאאאReverse leakage current

אאFאODאF١ J٢KEE

• אאאאאאאAvalanche

FאDEאF١ J٢KEE

Page 9: إلكترونيات القوى نظري

אא ٢٦١ א

א א

- ٤ -

אF١ J٢WEאאא

١ J١ J٣אאאIdeal characteristic of a thyristorW

אאאאFאאאאEא

FאOAאF١ J٣KEE אאK

אאאאKאאאFאOCאF١ J٣EEא

אFאOBאF١ J٣KEE

+VAK -VAK

IG0=0

+IA

-IA

VFB

IH

VRB

IG1>IG0 IG2>IG1

O

A

B

C

D

E

Page 10: إلكترونيات القوى نظري

אא ٢٦١ א

א א

- ٥ -

אF١ J٣WEאאא

١ J١ J٤אאאאW

אאאאאW

١ JאאאאאאאK

٢ Jאאאאא

٣ JאאK

٤ JאאK

٥ JאאאאאFאKE

٦ JאאK

١ J٢אאא Gate Turn-Off Thyristor (GTO) אאאFאאאEא

אאאאאאאאאאאאGTOאאאאא

אאא(UPS)אאאאאאאאK

O

B C

A

IA

VAK

Page 11: إلكترونيات القوى نظري

אא ٢٦١ א

א א

- ٦ -

אאאאFEאאאא

אא אאFאאKE

אאאאאאאאאאאKאאא

אאאאאאאאאא(SCR)Kאא

אאאאאא(VAK)אאK

F١ J٤Eאאאאאאאאאאאאאא(A)א

(K) אא(G)F١ J٤EאאאאF١ J٤EאאאאאKאאא

א)(VAא(VK)אאאאIHFאKKEא

אאאאK

FFEE

אF١ J٤WEאאאFEאFEאאא

Page 12: إلكترونيات القوى نظري

אא ٢٦١ א

א א

- ٧ -

١ J٢ J١אאאאאא F١ J٥Eאאאאאאאא

אאאאאאאאאא

(+IG)אאאאאאאאא(-IG)אאא

אא(+IG)אאKאאFאאאEא

אאאאאאIHK

אF١ J٥WEאאא

אאאאאאא

אאאאאאאאאאאאאKKא

אאאאאאאאאאאא

F١ J٦Eאאאאא אאאKאא

Page 13: إلكترونيات القوى نظري

אא ٢٦١ א

א א

- ٨ -

אאאא(Snubber Circuit)F١ J٦Eאאא)(

dtdv

אאאאK

אF١ J٦WEאאאא

١ J٣אTriacW אאאא

אאאאאאאאאF١ J٧KE

אאאאאKאאאW

• אT1אT2אT1T2אאאGאT2K

• אT2אT1אT2T1אאאGאT1K

Page 14: إلكترونيات القوى نظري

אא ٢٦١ א

א א

- ٩ -

אF١ J٧WEאFEאFEאFEאאא אאאא

אאאאאאF١ J٨KE

א אא א אאאAC Switchאאאא

אאאאאאאdc switchאאאאאK

T1

G

T2

Gate )أ( ابةالبو

(G)

Terminal (T1)الطرف

P

N

P

N N

N

Terminal (T2)الطرف

)ب(

A1

G1

K1

K2

G2

A2

T1 T2

G

)ج(

Page 15: إلكترونيات القوى نظري

אא ٢٦١ א

א א

- ١٠ -

אאאאאאאאאאאא

אK

אF١ J٨WEאא

١ J ٤אDiacW אאאאאW

• אT1אT2אT1אT2אא

• אT2אT1אT2אT1אאK אF١ J٩EאאאאK

V

IG0=0

I

VB

IH

IG1>IG0

IG2>IG1

O

-VB

Page 16: إلكترونيات القوى نظري

אא ٢٦١ א

א א

- ١١ -

אF١ J٩WEאFEאFEא

אאאאF١ J١٠Eאא

אאIGאKאאאאאאאK

١ J٥אאאW

אאאאאאאאאאFאEאאאNPNא

אאPNPאאאאאאאא

K אאאאאא

אאאאאאאאאאW

١ JאאאBJTK ٢ JאFאאאאKMOSFETK ٣ JאאאאאאIGBTK

T1 T2

)أ(

Terminal P N P N N (T1)الطرف

Terminal (T2)الطرف

)ب(

Page 17: إلكترونيات القوى نظري

אא ٢٦١ א

א א

- ١٢ -

אF١ J١٠WEאא

١ J٥ J١אאאBipolar Junction Transistor (BJT)W

אאאאאאNPNאאPNPאאאNPNאאא

אאאאPNPK F١ J١١EאאאאאNPNKאא

אאאBJTKאאאאאאאא(B)א(C) א(E)אאא

אא(C)א(E)Kאאאאאאאאא

אאא(C)א(E)אאאאאא(B)א(E)אאFאאEא

V

I

VB0

IBR

O

Page 18: إلكترونيات القوى نظري

אא ٢٦١ א

א א

- ١٣ -

אאKאאאאאאאK

FEFE אF١ J١١WEאאאFEאFEאאא

١ J٥ J١ J١אאאאאאW

אאאאאאאICאאאVCEאאIB

F١ J١٢EאאאאאK אאF١ J١٢E

אאאW ١ J אCutoff ٢ J SaturationK ٣ J Active regionK

Page 19: إلكترونيات القوى نظري

אא ٢٦١ א

א א

- ١٤ -

אF١ J١٢WEאאאאאא

אאאאאאא

אאאא(IB=0)אא(IC)אאאאא

אאאאאאאאאIBאאאFאאE

אאאאאאאאאאא

אאKאאאאאאאאאK

אאאאF١ J١٢Eאאאאאאאאא

אVCE20 VאאאאאאאאאACאאאאאאא

אאאאאאאאא

Page 20: إلكترونيات القوى نظري

אא ٢٦١ א

א א

- ١٥ -

אאאאאאאKאאאאאאאאאאאאאK

F١ J١٣Eאאאאאאאאאאאאאא

אאאVCEאאאVCEאאאאאאא

K

אF١ J١٣WEאאאאאא

١ J٥ J٢אאאאFאEMOSFET

אאאאאאאאאאFאEאא

אאאאאAµאאאאאא

FאאEאאאF100KHzEK אאאאאאאא

אאאאאא

Page 21: إلكترونيات القوى نظري

אא ٢٦١ א

א א

- ١٦ -

אאאאאאאאPWMK

אאNאPאאאאNאאאאאאא

אKF١ J١٤EאאאN אאאאאGאS אDאDK אVSאאVGא

אFאEאVDאVSאאאאאאאא

אVGSא אא VGS אאאאK

אF١ J١٤E אאN אאאאא

אאאאFEאאאאאא

אאאBJTאאאאאאBJTאאאאא

אאאא(Losses)אאאאBJT

אאאאאאאVDS4VאאK

Page 22: إلكترونيات القوى نظري

אא ٢٦١ א

א א

- ١٧ -

١ J٥ J٢ J١אאאW אF١ J١٥Eאאאא

אVDSFאאאEאאא IDאאאאאVGSK

F١ J١٥EאאאאאVGSאאאאKאFאEא

VGSאאVTHאא2V4VאאאKאאא

אאאKאאאאVGSאIDאאVGSאאIDKא

אVGSKVGSאאIDאאIDSSKאאאא

אVDSאאKא אID

אאאאאאIDKאאVGSאאF١ J١٥EאאאאאFאאE

אאאאאאVGSאVTHאאאאאVDSא

אBVDSSאאאאIDאאאVDSאBVDSSK

אאאאאאא VTH>VGSK

Page 23: إلكترونيات القوى نظري

אא ٢٦١ א

א א

- ١٨ -

אF١ J١٥WEאאאאאא

אאאאאID

אאVDSאאID VGSאאID א

אVDSאIDVDS *אאאFאאEאK

אאFאאEאאאאאאאID א

אאVDSאאאאאא

D

ONDSONDS I

VR )(

)( =

א0.5Ω ة فينصح فيولضمان عمل الموسفت ذه المنطق جعل بهאא10VאVGSقيمه

20VאK

Page 24: إلكترونيات القوى نظري

אא ٢٦١ א

א א

- ١٩ -

١ J٥ J٣אאאאאאInsulated Gate Bipolar Transistor (IGBTS)

אאאאאא IGBTs אאאאאאאא

אאאאאאKאאאאאא

אאאאאאאאאאאאCM1000HA

1400V1000AK אאאאאאאא

אאKאאאאאאאאאאאאK

אאאאאאאאאאאא

10VK F١ J١٦EאאאאאאאאאNאאאאKאאאא

אא(C) א(E)אאGאאאאאאאאא(C)

א(E)אאאאאאFאEאאאאאאאאאא

אK

Page 25: إلكترونيات القوى نظري

אא ٢٦١ א

א א

- ٢٠ -

אF١ J١٦Eאאאאאאאא

١ J٥ J٣ J١אאאאאאאא

אא(IC)אאאVCEאאאאאאאאF١ J١٧Eא

אאאאאאא(VGE)אאאאאאא אא(VGE(TH))

אאאאאאאVCEאאאאאא

אאאאאאאאאאאICאאאא

אאאאאVCE אאאאK

אF١ J١٧Eאאאאאאאא

Page 26: إلكترونيات القوى نظري

אא ٢٦١ א

א א

- ٢١ -

١ J٥ J٣ J٢אאאאאאאאאא אF١ J١٨Eאאאאאאאאא

אאVCEאא

RV

I SC =אאאא

אאK

אF١ J١٨WEאאאאאאאא

Page 27: إلكترونيات القوى نظري

אא ٢٦١ א

א א

- ٢٢ -

W ١ J؟ ١א ١ J؟ ٢אאא ١ J؟ ٣אאא ١ J٤ אא؟א ١ J٥ אאאT1אT2؟ ١ J٦ אאאאK ١ Jא ٧א؟א ١ J٨ אאאT1אT2؟ ١ Jא ٩אאK ١ Jא ١٠אאאK ١ Jא ١١אאK ١ Jא ١٢אאאאK ١ J١٣ אאאאFאאאE

א؟אא ١ J١٤ אאאאאאK ١ J١٥ אאאאאא؟ ١ J١٦ אאאאאאאאK ١ J١٧ אאאאאאאאאאא

א؟١ J١٨ אאאאאK ١ J١٩ אאאאאאאאאK ١ J٢٠ אאאאאאאאאK ١ J٢١ אאאאאאא

אאאאאאK ١ J٢٢ אאאאא؟א

אא؟אאא

Page 28: إلكترونيات القوى نظري

אאאאאאאא

אא

א

א

אא

٢

Page 29: إلكترونيات القوى نظري

א٢٦١ א א א

אאאא א

- ٢٣ -

אאW אאאאאאW

• אאאאא • אאאא • אאאא • אא

W

אאאאאאאאאאאא

אאKאאאאאאאאKאאאאא

אאאאאאאאאאאאאאאא

אאאאאאאאאK אאא

אshort circuitאאאאאאאאאאK

אאאאK

٢ J١אאאאW אאאאאאאdc

switchאאאאKF٢ J١Eאאאאאא

אאאאאאאKF٢ J١Eא

Page 30: إلكترونيات القوى نظري

א٢٦١ א א א

אאאא א

- ٢٤ -

2π360oאאt = α ωαאאאאאאאאאאK

אF٢ J١WEאאא

אאאאW

١ Jאא360oK ٢ Jאאאאא

אVA>VK ٣ JאאאאK ٤ JאאאאאK ٥ Jאlatching current (IL)א0.1 A

50 mAאאאIHK אILאאאא

אIHאאאאאאאאאFאאF١ J٢KEE

Page 31: إلكترونيات القوى نظري

א٢٦١ א א א

אאאא א

- ٢٥ -

٢ J٢אאאאW אאאאאאאאאAC switchא

T2KF٢ J٢EאאאאאאאאKF٢ J٢Eא

π 180ي أo .

אF٢ J٢WEאאא

אאאאW

١ Jאא180oאאא F٢EאאאK

٢ JאאאאK ٣ JאאאאאK ٥ Jאlatching current (IL)א0.1 A

50 mAK

אאF٢ J١EF٢ J٢Eאאאא360oא180oK

Page 32: إلكترونيات القوى نظري

א٢٦١ א א א

אאאא א

- ٢٦ -

٢ J٣אאאאPower circuit and control circuit אאאאאאאא

אאאאאאאאאאאאKאאF

אEאאאFאאEאאאאאאאאאאאאא

KF٢אאאאאאאא J٣EאאאאאK

אF٢ J٣WEאאאאא

٢ J٤אאIsolation circuit

אאאאאאאאאאאאאאאאאאאא

אא א א א א א א א א

אאאאאאאאאאאאאאאא

Page 33: إلكترونيات القوى نظري

א٢٦١ א א א

אאאא א

- ٢٧ -

אpulse transformersאopto-couplersאא א א אא א אא K

F٢ J٤EאאאאאFאאEK

אF٢ J٤WEאאאאא

٢ J٥אMethods of triggering a thyristorW א،אאאאאאאא

אאK

٢ J٥ J١אאאThermal and light triggeringW אאא

אאאאKאאאKאאא

אאאLight Activated Silicon Controlled Rectifier

(LASCR)K

Page 34: إلكترونيات القوى نظري

א٢٦١ א א א

אאאא א

- ٢٨ -

٢ J٥ J٢אאHigh voltage triggeringW אאאא

אאאאאאKאאאא

אK

٢ J٥ J٣אאאdtdv triggering W

אאאאאאKאאאאאאאאאא

אאאCאא

dtdvCi=Kאא،אאא

dtdvא٢٠א٢٠٠אאאK

٢ J٥ J٤אאGate triggeringW אאFאאאאE

אאאא١٠٥٠אאאK

٢ J٦אאFiring circuits of a thyristorW אאאW

• אאאא،א • ،א • אאאאאאK

אאאאאאW • אאא • אאא • אא

Page 35: إلكترونيات القوى نظري

א٢٦١ א א א

אאאא א

- ٢٩ -

٢ J٦ J١אאאDC firing circuitsW אF٢ J٥EאאאאEg،

RgאDKאאSWאאאאאRgKאאאאKא

אאאאאאאאאKאאאאאאאא

אאאאאאאאאאאאאאאK

אF٢ J٥WEאאא

٢ J٦ J٢אאאAC firing circuitsW אאאאאא

אאאKאF٢ J٦EאאאR1R2אאאאאאD1

אאR2אאאKאאאאאR2RgKאאא

אאאאאאאאא٩٠KאאאאאK

Page 36: إلكترونيات القوى نظري

א٢٦١ א א א

אאאא א

- ٣٠ -

אF٢ J٦WEאאא

٢ J٦ J٣אאPulse triggering circuitsW אאאאאא

אKאא،אאאאPulse transformersKאF٢ J٧Eא

אאאאQ1(UJT)R1CאאאKאאאR1א

אאVpאאאאאאאR3

אR3אQ2אאאאאאאאאא

אאאאאאאאאQ2אאאR3אאK

Page 37: إلكترونيات القوى نظري

א٢٦١ א א א

אאאא א

- ٣١ -

אF٢ J٧WEאא

٢ J٧אThyristor protectionW אאאאאאא

אאKאאאאאאאאאא

אאK

٢ J٧ J١א אF٢ J٨Eאאאאא

אאאW • אאאאFuseאאאK

א،אאאאאאאאK

• אאאאאאאאאSnubber circuitאאKאאאאK

Page 38: إلكترونيات القوى نظري

א٢٦١ א א א

אאאא א

- ٣٢ -

• אאאאאאאאאא

dtdiK

אF٢ J٨WEאא

٢ J٧ J٢אאא

אF٢ J٩ E אא א אאאאאK

א אvaristor א K א F٢ J٩ E א א א א

K

אאאאW • אאאRSCS dv/dtK • אK • אאאאאK • אאאאK • אK • אאL di/dt • אאא

Page 39: إلكترونيات القوى نظري

א٢٦١ א א א

אאאא א

- ٣٣ -

אF٢ J٩WEאא א

Page 40: إلكترونيات القوى نظري

א٢٦١ א א א

אאאא א

- ٣٤ -

W ٢ J١؟אאא ٢ J٢؟אא ٢ J٣אאאאא؟א ٢ J٤אאאK ٢ J٥אאאא؟؟א ٢ J٦אאאא؟א ٢ J٧אאאאאK ٢ J٨؟א ٢ J٩אאאאK ٢ J١٠אאsnubber cicuit؟אאא ٢ J١١אאאא

אאאK

Page 41: إلكترونيات القوى نظري

אאאאאא

אא

אא

א

٣

Page 42: إلكترونيات القوى نظري

א٢٦١ א א א

אאא א

- ٣٥ -

אאW אאאאאאא

אW • אאאא

אאאא • אאאאאא

אאאא • אאא • אאאאאאא

אא

W אאאאאאאא

אאאאKKאאאאאאאא(R)(R-L)אאאאאא

VmVmאאאאאKאאאאאאאאאאאאא

K

٣ J١אאאFאאאWE אאא(Thyristor)אאא

(SCR)אFEאאW

١K אאאאאאאאא

אK

Page 43: إلكترونيات القوى نظري

א٢٦١ א א א

אאא א

- ٣٦ -

٢K אאאאא2πא

א2πאF٣ J١Eא

אאאאאאK

FE

FE

אF٣ J١WEאאאFWEאאאFEאאK

٣ J٢אאאאאא Single-Phase Half-Wave Controlled Rectifiers with a resistive load

אF٣ J٢EאאאאRKאאאאאFEא

אאאאאאאאאאאFtoE

אF٣ J٣EאאאFREאאFωα /=tEאFVoEאא

אאK

α 2π+α ωt α 2π+α

ωt

Ig Ig

Page 44: إلكترونيات القوى نظري

א٢٦١ א א א

אאא א

- ٣٧ -

א'R'אωπ /=tאאאאאאIHאK

אאאאאאאאאא

אאאאאאאאאאאא'R'א

אKאאאאאאאאωπα /)2( +=tאF٣ J٣Eאאא

FאE'vo'א'io'אאא'vT'אאW

⎪⎩

⎪⎨

<<<<

<<=

)/2()/(,0)/()/(,sin

)/(0,0

0

ωπωπωπωαω

ωα

tttV

tV m

אאωα /=tωπ /=tאאאאאאאאאאαאאαאאα

πאאγK

אF٣ J٢WEאאאא'R'K

Page 45: إلكترونيات القوى نظري

א٢٦١ א א א

אאא א

- ٣٨ -

אF٣ J٣WEאאאאF٢ J٢KE

٣ J٢ J١אאאAverage load voltage and currentW אאאאאאאאF٣ J٢EW

)cos1.(2)(

απ

+=VV mavgo

F٣ J١E Vm،אאאאאαאאK

אאאאW

RVI avg

avgo)(0

)( = F٣ J٢E

אF٢ J٢EאF٢ J١EאF٣ J٢WE

)cos1.(2)( απ

+=R

VI mavgo F٣ J٣E

אאאאאא'Im'W

)cos1.(2)( απ

+= II mavgo F٣ J٤E

ImאאאVm/R K

Page 46: إلكترونيات القوى نظري

א٢٦١ א א א

אאא א

- ٣٩ -

٣ J٢ J٢אאאR.M.S. value of the load voltage and current אאאאאאאאF٣ J٢E

W

)2

2sin1(.2)( π

απα+−=VV m

rmso F٣ J٥E אאאאאאW

)2

2sin1(.2)( π

απα+−= II m

rmso F٣ J٦E

אאאאאאאFαEאאFαEאאאFαEאK

אא(Vdo)א)0( =α אF٣ J١EVdoW

πVV m

do = F٣ J٧E

אאאVo אאאאאאא

אאאK

٣ J٢ J٣אא(Power Factor) אא'PF'אאא'P'אאא'S'אW

SPPF = F٣ J٨E

אאאאאאאא

RIP rmso2= F٣ J٩E

RIP rmsS2= F٣ J١٠E

rmsSrmso II =

Page 47: إلكترونيات القوى نظري

א٢٦١ א א א

אאא א

- ٤٠ -

אאאאאאF٣ J٩EF٣ J١٠EאF٣ J٨EW

s

rmso

VRI

PF )(= F٣ J١١E

אאאאאאאא'R'אF٣ J٦EאF٣ J١١EW

)2

2sin1.(21

πα

πα+−=PF F٣ J١٢E

٣ J١W

אאאאא120

VKאאא10 Ω،אאא'Vo'א'PL'אאאW

FE α = 0o FEα = 45o FEα = 90o FEα = 135o FEα = 180o

אW

אאאא'Vm'W 7.16921202 ===VV sm

V

אא'Vo(avg)'א'PL'אאF٣ J١EF٣ J٩EW

)cos1.(2)(

απ

+=VV mavgo

RIP rmsoL2

)(=

FEאאα = 0oאאW 54)0cos1.(

27.169

)( =+= oavgoV π

V

485.80120

7.169)2

2sin1(.2)( =−=+−=

πα

πα

RVI m

rmso A

72010.485.8 22)( === RIP rmsoL W

Page 48: إلكترونيات القوى نظري

א٢٦١ א א א

אאא א

- ٤١ -

FEאאα = 45oW

1.46)45cos1.(2

7.169)(

=+= oavgoV π

V

09.8290sin1.

180.451.

207.169 0

)( =+−=ππ

πI rmso A

55.65410.09.8 2 ==∴PL W

FEאאα = 90oW 27)90cos1.(

27.169

)(=+= o

avgoV πV

62180sin1.

180.901.

207.169 0

)( =+−=ππ

πI rmso A

36010.62 ==∴PL W

FEאא:α = 135o 91.7)135cos1.(

27.169

)(=+= o

avgoV π V

56.22270sin1.

180.1351.

207.169 0

)( =+−=ππ

πI rmso A

4.6510.56.2 2 ==∴PL W

FEאאα = 180oW 0)180cos1.(

27.169

)(=+= o

avgoV π V

02360sin1.

180.1801.

207.169 0

)( =+−=ππ

πI rmso A

0=∴PL W

אאאאאאאא'α'אאW

α 0 45o 90o 135o 180o Vo(avg) V 54 46.1 27 7.91 0 PL W 720 654.6 360 65.4 0

Page 49: إلكترونيات القوى نظري

א٢٦١ א א א

אאא א

- ٤٢ -

٣ J٢W אאאאא120

VKאאא10 Ωאאא‘α’60o،W J אאאאא'PL'K J אאא'PF'K

אW J אאא'Im'W

97.1610

2120===

RVI m

m A

J אאW RIP rmsoL

2)(=

)2

2sin1(.2)( π

απα+−= II m

rmsoQ

5792120sin

180.601.(10.

497.16)

22sin1.(.

4

22

=+−=+−=∴π

πππ

απαRmI

PL W

J א' PF'אאF٣ J١٢EW

)2

2sin1.(21

πα

πα+−=PFQ

634.)2120sin

180.601.(

21

=+−=∴π

ππ

PF Lag.

٣ J٣W

אאאאא150 V60 Hz10 ΩKאאא'α'30o،W

J אאא'Im'K J אאא'Vo(avg)'K J אאא'Io(avg)'K J אאא'Io(rms)'K J אאא'PL'K

Page 50: إلكترونيات القوى نظري

א٢٦١ א א א

אאא א

- ٤٣ -

J אא'γ'K J א'fo'K J אא'PF'K

אW J אאא'Vm'

21221502 ===VV sm V

J אאא‘Im’

2.2110212

===R

VI mm A

J אאא‘Vo(avg)’

63)30cos1.(2212)cos1.(

20

)( =+=+=π

απ

VV mavgo V

J אאא‘Io(avg)’

3.61063)(

)( ===R

VI avgoavgo A

J אאא‘Io(rms)'

45.102

60sin180

.301.2

2.21)2

2sin1(.2)( =+−=+−=

ππ

ππα

πα o

mrmso

IIQ A

J אאא'PL' WRIP rmsoL 109210.45.10 22

)( === J אא'γ''R'

oooo 15030180180 =−=−= αγ אFאEאאאא

F٣ J٣KEאא'fo'אאW 60== ff so

Hz

J אא'PF'

)2

2sin1.(21

πα

πα+−=PFQ

7.0)2

60sin180

.301.(21

=+−=∴π

ππ

PF Lag.

Page 51: إلكترونيات القوى نظري

א٢٦١ א א א

אאא א

- ٤٤ -

٣ J٣אאאאאא Single-Phase Half-Wave Controlled Rectifiers with an Inductive Load 'R-L'

אF٣ J٤Eאאאא

‘R-L’אF٣ J٥Eאא'vs'א'vo'א'io'אאאא'vT'K

אF٣ J٤WEאאאא'R-L'K

٣ J٣ J١אאW אאF٣ J٥EW

אאא'Vs'FEא’α’אאא

אאאאאωt = αאא'α'אא⎟⎟

⎞⎜⎜⎝

⎛⎟⎠⎞

⎜⎝⎛= −

RωLtanΦ 1א

אאאאאא'β'אאא(Extinction angle)K

אאאא180oאאאאאא

אאאאאאאאאאאאאאאא

Page 52: إلكترونيات القوى نظري

א٢٦١ א א א

אאא א

- ٤٥ -

אא'β'א180oאאאאאאβωπ ≤≤ tKאאאא'vT'אאאα < ωt <β א

F٣ J٥Eאאאא'R'אאK

אF٣ J٥WEאאאאF٢ J٤E

Page 53: إلكترونيات القوى نظري

א٢٦١ א א א

אאא א

- ٤٦ -

٣ J٣ J٢אאאW אאאאאאאא

F٣ J٤EW

)cos.(cos2)(

βαπ

−=VV mavgo

F٣ J١٣E

אאאאW

)cos.(cos2

)()( βα

π−==

RRVVI mavgo

avgo F٣ J١٤E

אא' β'אאW φβα

φααβ tan)

().sin()sin(

−=− e W

αאא Φאאאא⎟⎟

⎞⎜⎜⎝

⎛⎟⎠⎞

⎜⎝⎛=Φ −

RLω1tanK

אא' β'אF٣ J٦Eאא'α'אא'Φ'Kβ Φ א

αאא'γ'β(β = γ + α)KאF٣ J٦EאאאΦ = 0oאא'R' אΦ = 90o

אאא(L)K

٣ J٣ J٣W אאW

• אא'α'WאאאאאאאאאאאאK

• אא'β'WאאאאאאאאאאK

• אא'γ'WאאאאאאK

Page 54: إلكترونيات القوى نظري

א٢٦١ א א א

אאא א

- ٤٧ -

אF٣ J٦Eאא'α'א'β'אא'Φ'

٣ J٤ אאאאאאאאא Single-Phase Half-Wave Controlled Rectifiers with an Inductive Load and a Free-Wheeling Diode

אאאאאאאאאאאא

אאאאאאא(Free-wheeling diode)K

אF٣ J٧Eאאאא‘R-L’אאאאאאאאא

אאאאאאאאאאאא(Short-circuit)אאאאאאא

אאF٣ J٧KE

α

Page 55: إلكترونيات القوى نظري

א٢٦١ א א א

אאא א

- ٤٨ -

אF٣ J٧Eא 'R-L'אאK

٣ J٤ J١אאW אאאF٣ J٧Eאאא

F٣ J٨EKאאאאאאא

אא'α'אאאאאF٣ J٨KEאאא

0א < ωt < αאאאא'α'אאאאωt = αא

אאאאאאאא'β'Kאאα < ωt < β

α <ωt < π،βωπ ≤≤ tאאאα < ωt < πאאאאאאאאאאא'vs'אא'R-L'

א'vo'א'vs'vo = vsאאאאא

אאKאF٣ J٨Eאאωt = πאאאאאאFאאאE

אאאβωπ ≤≤ tאאאאאאאאאאא

Page 56: إلكترونيات القوى نظري

א٢٦١ א א א

אאא א

- ٤٩ -

אאאאאאאאאאאאאאאאאא

אאאK

אF٣ J٨WEאאאאF٣ J٧E

٣ J٤ J٢אאאW אאאאאאW

א'vo'אאאKאאאא

אאאאאאאאאK

Page 57: إلكترونيات القوى نظري

א٢٦١ א א א

אאא א

- ٥٠ -

אאאאאאF٣ J١E،F٣ J٣EW

)cos1.(2)(

απ

+=VV mavgo

)cos1.(2)( απ

+=R

VI mavgo

٣ J٤W אאאאא 150 V

60 HzאאKאא'R'א10 Ωאא'ωL'10 ΩKאאא30oאא،

אK

אW אאאאאW

)cos1.(2)( απ

+=VV mavgo

)cos1.(2)( απ

+=R

VI mavgo

אא

63)30cos1.(2

2150)(

=+= oavgoV π

V

3.61063

)( ==I avgo A

٣ J٥אאאאאSingle Phase Full-Wave Controlled Rectifiers

٣ J٥Z١אאResistive Load אF٣ J٩Eאאאאא،א

אא‘Vs‘ ’R‘.אאאאF٣ J٩KE

Page 58: إلكترونيات القوى نظري

א٢٦١ א א א

אאא א

- ٥١ -

אF٣ J٩WEאאאאאא 'R'K

٢ J٥ J١ J١אאאאאW אאאאא’T1, T2‘

אאא’T3,T4‘אאאאאאאאאאא

אאאאאאKאT1T4אא0 ≤ ωt ≤ π

אT2T3אπ ≤ ωt ≤ 2πאאאא’Pulse Transformer‘

אאא’Opto-Coupler‘K

٣ J٥ J١ J٢ אאW אאאF٣ J٩Eאאא

F٣ J١٠KEאT1אT4א’α‘אאאא’0 ≤ ωt ≤ π‘אא

אאT1,T4אאאא

אאאאאאאאvsאT1אא’R‘אT4א’Vo‘אא

אא’R‘אFאאEאאK

Page 59: إلكترونيات القوى نظري

א٢٦١ א א א

אאא א

- ٥٢ -

אאאאאאאT2,T3אאאאא+ παאאא

אאאאאא T2אא’R‘ אT3 אאאT4,T1אT2,T3 180o

אאאאאאאאאT1אT4 א

T2אT3 אא’vAK‘אאאאא’is‘

אאא’io‘אאא

אאKאπאאאאK

אF٣ J١٠WEאאאאאאא

'R'K

Page 60: إلكترونيات القوى نظري

א٢٦١ א א א

אאא א

- ٥٣ -

٣ J٥ J١ J٣אאאW F٣אאאאא J٩Eאא

אאאאאאאאאF٣ J٢EאאאאאW

)cos1.()( απ

+=VV mavgo

F٣ J١٥E

אאאאאW

)cos1.()()( α

π+==

RRVVI mavgo

avgo F٣ J١٦E אF٣ J١٦EW

)cos1.()( απ

+= II mavgo F٣ J١٧E

W Vmאאאאא

Vsאאאאא ImאאאאIm אאW

RRVVI sm

m

2== F٣ J١٨E

٣ J٥ J١ J٤אאאW אאאאאאאא

F٣ J٩EW

)2

2sin1(.2)( π

απα+−=VV m

rmso F٣ J١٩E

אאאאאאW

)2

2sin1(.2)( π

απα+−= II m

rmso F٣ J٢٠E

Page 61: إلكترونيات القوى نظري

א٢٦١ א א א

אאא א

- ٥٤ -

٣ J٥W אאאא

150אV60 Hzאא’R‘10 Ω Kאאא30o،W

J אאא‘Vo(avg)’K J אאא‘Io(avg)’K J אא’Im‘K J אאא'Io(rms)'K J אאא'PL'K J א'fo'K J אא'PF'K

אW J אאאאW

)cos1.()( απ

+=VV mavgo

126)30cos1.(2150)(

=+=∴ oavgoV π

V

J אאאW

6.1210

126)()( ===

RVI avgo

avgo A

J אאאW

2.2110

2150===

RVI m

m A

J אאאW

77.14260sin

180.301.

22.21)

22sin1(.

2)( =+−=+−=π

πππ

απα o

mrmso

II A

J אאאW WRIP rmsoL 218210.77.14 22

)( ===

J אאאא 120)60.(22 ===∴ ff o

Hz

Page 62: إلكترونيات القوى نظري

א٢٦١ א א א

אאא א

- ٥٥ -

J אאאאא ’Io(rms)‘ אאא’Is‘

VI

IVI

s

orms

ormss

orms RRPF ==

2

98.0150

)10.(77.14==∴PF Lag.

٣ J٥ J١ J٥אא’R-L‘ אF٣ J١١Eאאאאאא

א(R-L) K

אF٣ J١١WEאאאאא 'R-

L'K

٣ J٥ J١ J٦ אאW אאאT1,T4

אאאא ωt = αאאT2,T3אאאאא ωt = α + πאF٢ J١٢Eאאאאאא

Kאאαא

Page 63: إلكترونيات القوى نظري

א٢٦١ א א א

אאא א

- ٥٦ -

T1,T4אאאאאא ’vs‘ ωt = πאאאאאT4אאאT1 א

אא אאאאאRאאאvo

אvsאאאאאא אא’β‘אT1, T4

אאא’vo‘אאβωπ ≤≤ t אאאאאא’L‘אא

אKאF٣ J١٢EאT2, T3אאωt = π + αאאא

אאאאאא ’Vs‘אT2אאאT3אאא

אאωt = π + βאאאאאא’ωL‘אא

אאאאאאאאאאאאאא

F٣ J١٢E،F٣ J١٣EאאאאKאF٣ J١٢Eאא

180oאאא’is‘360oאF٣ J١٣Eאא

’β‘π + αאאאאאאאאא

K

Page 64: إلكترونيات القوى نظري

א٢٦١ א א א

אאא א

- ٥٧ -

אF٣ J١٢WEאאאאאאא

'R-L'K

אF٣ J١٣WEאאאאאאא

אK

Page 65: إلكترونيات القوى نظري

א٢٦١ א א א

אאא א

- ٥٨ -

٣ J٥ J١ J٧אאאW אאאאאאאא

F٣ J١١EאאאFאאאEW

)cos.(cos)(

βαπ

−=VV mavgo

F٣ J٢١E אאאאאאאא

F٣ J١١EאאאאFאאאEאאW

απ

cos.2)( VV mavgo= F٣ J٢٢E

אאאI avgo )(Vo(avg)/R אאאאאאאא

F٣ J١١EאאאFאאאEW

)cos.(cos)( βαπ

−=R

VI mavgo F٣ J٢٣E

אאאאאאאאF٣ J١١EאאאFאאאEW

απ

cos.2)( VI mavgo R= F٣ J٢٤E

אF٣ J٢٢Eאאאא0 א 90oאא

(rectifier)אא 90o 180oאאאא(inverter)א

אאאאאאאאאאאאא(2-Quadrant)אא

אאאאאאאאאאאאאK

Page 66: إلكترونيات القوى نظري

א٢٦١ א א א

אאא א

- ٥٩ -

٣ J٥ J١ J٨אאאVAKW

אT1FEאT2FEאאאT2

אאאT1אאאאאאאvsאT1אT2

אאאאאW

VVV TsT 12 += F٣ J٢٥E אאT1א

אאT2אאvssT vv =2אT1K

٣ J٦W

אאאא230אV60 Hzאאא

א ’ωL >> R‘א.0.5 Ω אאאא200א VK

אW אאאא ωL >> Rא

F٣ J٢٢EW α

πcos.2

)( VV mavgo=

απ

cos).2230.(2200 =∴ o15966.0cos =∴=∴ αα

٣ J٧W אאאא א

120V 60 HzאאאאωL >> R’‘א.10 Ω אאא30o،W

Page 67: إلكترونيات القوى نظري

א٢٦١ א א א

אאא א

- ٦٠ -

J אאא’Vo(avg)’K J אאא'Io(avg)’K J אאא’Im‘K J אאא'Io(rms)'K J אאא’IoTh‘K J אאא'PL'K J אא’PF‘K

אW J אאאאא’Vm‘

17021202 ===VV sm V

J אאאFאE 9430cos.170.2cos.2

)(=== o

mavgo VV πα

π V

J אאא

6.91094)(

)( ===R

VI avgoavgo A

J אאאאאאW 4.9)( == II avgom A

J אאאאאאW AII avgormso 4.9)()( ==

J ’180o‘אאאאא

7.424.9

21

)( === II avgooTh A

J אאא WRIP rmsoL 3.88310.4.9 22

)( ===

J אאאאאאאאא Io(rms) = Is (rms)W

.78.012094)( lag

VRI

PFs

rmso ===

Page 68: إلكترونيات القوى نظري

א٢٦١ א א א

אאא א

- ٦١ -

٣ J٥ J٢אאאאW

אאאאאF٣ J١١EאאאאאאFאEא

אאאKאאאאאאאאאאאאאאאא

אF٣ J١٤EאאאאאK

אF٣ J١٤WEאאאאא

אאK

٣ J٥ J٢ J١ אא אאאF٣ J١٤Eאאא

F٣ J١٥Eאאא’ωL >> R‘אאאאW

אאT1,T4אאאא ωt = αאאאאאאא ’vs

אT1 אאאT4אאאאωt = π אא(α ≤ ωt ≤ π)אאאא

Kאאאאאאאωt = πאאאא

אאאאאאאא

Page 69: إلكترونيات القوى نظري

א٢٦١ א א א

אאא א

- ٦٢ -

אא(π ≤ ωt ≤ π +α)אאאא אאאאאאאאאאאא

אאאא’is‘אאאאאאאא’ωt=π +α‘

אאT2 ,T3אאאאאאאאT2אאאT3א

אאא’vo = -

vs‘אאאωt = 2πאאאאאωt = 2 π + α אאאאאאאא

אאאאאאאאאא

אאT1,T4KאF٣ J١٥Eאאאא

אאאאאאאאאF٣ J١٥Eאאאאא

אאאisK

אF٣ J١٥WEאאאאאאא

אאאK

Page 70: إلكترونيات القوى نظري

א٢٦١ א א א

אאא א

- ٦٣ -

٣ J٥ J٢ J٢אאאW אF٣ J١٠E،F٣ J١٥E

אאאאאאאאאFF٣ J١٥EW

)cos1.()( απ

+=VV mavgo

F٣ J٢٦E אאא

)cos1.()()( α

π+==

RRVVI mavgo

avgo F٣ J٢٧E

٣ J٥ J٢ J٣אאאאא אאאאF٣ J١٥Eא

אאאאאאא2π

אאאאאאαאאאאאW

)cos1.(. 2)()( απα

πα

+==R

VII mavgoavgD F٣ J٢٨E

٣ J٨W אאאא א

120V 60 Hzאאאא’ωL >> R‘א10 ΩאאKאאא

30o،W J אאא'Vo(avg)'K J אאא'Io(avg)' J אאא’Im‘K J אאא'Io(rms)'K J אאאאאא’ID(avg)‘K J אאא’IoTh‘K

Page 71: إلكترونيات القوى نظري

א٢٦١ א א א

אאא א

- ٦٤ -

J אאא'PL'K J אא’PF‘K

אW J אאאאא’Vm‘

17021202 ===VV sm V

J אאאFאE

101)30cos1.(170)cos1.( 0)(

=+=+=π

απ

VV mavgo

V

J אא

1.1010101)(

)( ===R

VI avgoavgo A

J אאאאא

1.10)( == II avgom A

J אאאאא 1.10)()( == avgormso II A

J אאאאא 683.1)

18030(1.10.)()( ===

παII avgoavgD A

J(π-α)2πאא

21.4)1.10.(360150.

2)(

)( ==−

= II avgooTh παπ A

J אאא 102010.)1.10( 22

)( === RIP rmsoL W

J אאW

)()( 1201020

rmssrmsss

L

IIVPPF == (I)

Is(rms)אאאאW

AII avgormss 22.9180150

1.10)()( ==−

απ (II)

Page 72: إلكترونيات القوى نظري

א٢٦١ א א א

אאא א

- ٦٥ -

(II)א(I)W 92.0

)22.9.(1200201

==PF Lag.

אאאאאאאאאאאאאאא

אאאK

٣ J٦אאאאאאא'R-L' Single-Phase Full-Wave Half-Controlled Rectifiers with an Inductive Load

אאאאא

אאאאאאאאאאאא

אאאאאאאאאאאאאא

אאאאאאאאאאאא

אאאאאאא(1-Quadrant)אF٣ J١٦Eאאאאא

אF٣ J١٦EאאאF٣ J١٠EאT3, T4אD3, D4F٣ J١٦KE

٣ J٦ J١אאאאא אאאאאF٣ J١٧E

אאא’ωL >> R‘אאאאW

Page 73: إلكترونيات القوى نظري

א٢٦١ א א א

אאא א

- ٦٦ -

F٣ J١٦WEאאאאא 'R-L'K

אאT1אαאאאאאאאאאאאא

א’vs‘אT1אאאאD4אאאאωt

= πאאאאאα ≤ ωt≤ πא’io‘אאא’is‘אא

אאאאאאאωt = πאא

אא’io‘אאאאאאאא’T1‘אאאאD3אאאאאωt = π + αאאאאא

אאאאאאאאאאאאF٣ J١٤KEא

אאωt = π + αאאאאאאאאאאא’vs‘אT2אאאאD3

א אאאωt = 2πאאאא

Page 74: إلكترونيات القوى نظري

א٢٦١ א א א

אאא א

- ٦٧ -

אπ + α ≤ ωt≤ 2πאאאאאאאאא

אאאאא2π ≤ ωt≤ 2π + α אאאאאאאאT2אא

אאD4אאאאאT2אאD4אאאאאאF٣ J١٤KE

אאאאאאאאF٣ J١٤Eאא

K

אF٣ J١٧WEאאאאאא

אK

Page 75: إلكترونيات القوى نظري

א٢٦١ א א א

אאא א

- ٦٨ -

٣ J٦ J٢אאא אאאאF٣ J١٦E

אאאF٣ J١٤EאאאאF٣ J٢٦E،F٣ J٢٧EאאF٣ J١٤EW

)cos1.()( απ

+=VV mavgo

F٣ J٢٩E אאא

)cos1.()( απ

+=R

VI mavgo F٣ J٣٠E

٣ J٩W אא’vo‘אאאאאא

F٣ J١٦Eאאא120V60 Hzאאאא ’ωL >>

R‘א10 ΩאאW FE α = 0K FE α = 45oK FE α = 90oK FE α = 135oK

אW אאאאא

אאאאאאאאאαK

FE אאאאאT1אאD4אאאα = 0

אאאאאאאאT2אאD3א

Page 76: إلكترونيات القوى نظري

א٢٦١ א א א

אאא א

- ٦٩ -

אאF٣ J١٨FEEאא’vs‘א’vo‘K

FE אאאאT1אאD4אאאאω = 45oא ω = πאאאא0 ≤ ωt≤ 45o

אאאT1א’vo‘אאπ ≤ ωt≤ 225o

אאT2אאT2אאD3אאא

אF٣ J١٨FEEאא’vs‘א’vo‘K

FE אFEFEאאW

אא0 ≤ ωt ≤ 90° אאאא90אo ≤ ωt≤ 180oאאא

אT1אאD4אאאא180o ≤ ωt≤ 270o

אאאא270אo ≤ ωt≤ 360oF٣ J١٨FEEאא’vs‘א’vo‘K

FE אFEFEFEאא

אF٣ J١٨Eאא’vs‘א’vo‘K

Page 77: إلكترونيات القوى نظري

א٢٦١ א א א

אאא א

- ٧٠ -

FE

FE

FE

אF٣ J١٨WEאאאאאאאK

Page 78: إلكترونيات القوى نظري

א٢٦١ א א א

אאא א

- ٧١ -

٣ J٤אאאאThree phase controlled rectifiers

٣ J٤ J١

אאאאאאאאאאאאאאאא

אאאאאאאאאאKאאאאאאאאאאא

אאאאאאאאאאאאאא

אאאאאאK

אאאאאאאאאאאאאW

• אאK

• אאאאאK

• אאK

אאאאאאאאאאאאאאאK

אאאאאאאאאאאאאאא

אKאאאאאאאאאאאא

W

• אאאאאK

Page 79: إلكترونيات القوى نظري

א٢٦١ א א א

אאא א

- ٧٢ -

• אאאאאאK

٣ J٤ J٢אאא Three - phase half – wave controlled rectifier connected with a resistive load (R )

F٣ J١٩EאאאאאR

אאאאאאאאאFאEא

אאKאvoאioאאאאאאo30<α

אאoo 12030 ≤≤ αאאאאK

אF٣ J١٩WEאאאאאK

٣ J٤ J٢ J١אאאא

אאאאאאאאF٣ J١٩Eאאא

אאα شعال واقعة في المدي ن قيمة زاوية اإلوتكوo30<α.

Page 80: إلكترونيات القوى نظري

א٢٦١ א א א

אאא א

- ٧٣ -

אאWאאאאאאאאאאFE120°א

אאTh1FאאאT1אאt1 ωאEאTh2אT2אאאאאא

אTh2אωt = 120o + ωt1Th3אωt =

240o + ωt1אאאאאאאא Th1א

אאot 120+≤≤ αωαF٣ J٢٠EאאאTh2אאoo t 240120 +≤≤+ αωα

אTh3oo t 360240 +≤≤+ αωαאאαאאאא°= 30tωאאא(ωt = 0) AאFEאTh1αאTh2א120oאTh1אTh3אא120o

אTh2FEאאאאא120oאאאאאאKF٣ J٢٠E

אvoאאא(iA, iB iC) אioאTh1אαאא

אא FאEא120oאאא360oK

אF٣ J٢١ETh1אα = 0אאאא°= 30tωא°30אא

°− 30tωאאאאאאאא°≤≤° 15030 tωאA(vAN)

אאאאאTh1אאאאאאRאvANאא

Th2Th3אאKאTh2אא°≤≤° 270150 tωאאωt = 150o

Page 81: إلكترونيات القوى نظري

א٢٦١ א א א

אאא א

- ٧٤ -

אאאא120oאאאB(vBN)אאאTh2

אאאאאRאvBNאאTh1Th3

אKאTh3אא°≤≤° 390270 tωאאωt

= 270oאאאC(vCN)אאאTh3אאאאאא

אRאvCNאאTh1Th2אאא360oאאKאא

Th1אאωt = 390oK

אF٣ J٢٠WEאאאאאא

Page 82: إلكترونيات القوى نظري

א٢٦١ א א א

אאא א

- ٧٥ -

אאo30<αK

אF٣ J٢١WEאאאאא

א= 0αK

אF٣ J٢٠Eאvoאioאאא30° (α < 30°) אTh1Fאא

vA E א Th2 FאאvB Eא 120o Th3FאאvC E 120o

אTh2אvoאiovo ،io F٣ J٢٠EF٣ J٢١Eאאא

אאα < 30° אאאא α =0°. אאאVo(avg)אאא)(avgoI

W

ααπ

cos827.0cos2

33)( mmavgo VVV == F٣ J٣١E

Page 83: إلكترونيات القوى نظري

א٢٦١ א א א

אאא א

- ٧٦ -

ααπ

cos827.0cos2

33)()( R

VV

RRV

I mm

avgoavgo === F٣ J٣٢E

VmאאאאאK ITh(avg)אאאא

אVTh(m)אאאfrF٣ J٢٠WE

3)(

)(avgo

avgTh

II =F٣ J٣٣E

)()( 3 mLmmTh VVV ==F٣ J٣٤E ff r 3=F٣ J٣٥E

)(mLV א(line voltage)fאK

٣ J١٠W אאאא208 V

(VL)60 Hzא10 ΩKאאא'α'20o،W

Jאאא'Im'K Jאאא'Vo(avg)'K Jאאא'Io(avg)'K Jאאא'ITh (m)'K J אאא'ITh (avg)'K Jא'vTh (m)'K J א'fr'K

אW

VVV

VVV

phasem

Lphase

170120*22

1203

2083

===

===

Page 84: إلكترونيات القوى نظري

א٢٦١ א א א

אאא א

- ٧٧ -

JAR

VI m

m 1710

170===

JVVV omavgo 13220cos*170*827.0cos827.0)( === α

JAR

VI avgo

avgo 2.1310132)(

)( === JAII mmTh 17)( == JA

II avgo

avgTh 4.43

2.133

)()( ===

JVVVVV LmLmmTh 294220823 )()( ===== JHzff r 18060*33 ===

٣ J٤ J٢ J٢אאאא

אאאאאאאF٣ J١٩Eאא

אאאα אאאא°≤≤° 15030 α. F٣ J٢٢ E א א א אא א א

F٣ J٢٢ Eאא WאTh1אαא°≤≤° 15030 αא

א א א VAN א אRא א א ot 150' =ω אאאאVo

אא°≤≤° 15030 αאVo א א א א א א א

°+≤≤° 150180 αωt)120150( ' oo t +≤≤ αω א א Th1א אאTh1Th2Th3 אא

Th2 א א ot 150+= αω)120'( ot += αω א Th2א Th2 Th3 א א אTh2

א אRאVBN אא א

Page 85: إلكترونيات القوى نظري

א٢٦١ א א א

אאא א

- ٧٨ -

)270120( ' oo t ≤≤+ ωαאאoo t 240270 ' +≤≤ αωאאאTh1Th2Th3 אא

א א Th3 א א ot 270+= αω)240'( ot += αωאTh3אTh2Th1 אא

אTh3אאRאVCNאא270240(א( ' oo t ≤≤+ ωαאאoo t 360390 ' +≤≤ αωאאאTh1Th2Th3 אא

אאTh1K

אF٣ J٢٢WEאאאאאא

אאא°≤≤° 15030 αK

Page 86: إلكترونيات القوى نظري

א٢٦١ א א א

אאא א

- ٧٩ -

io،Vo א א αא אאVo(avg)א א א)(avgoIא

)15030( °≤≤° αW ( )[ ] ( )[ ]°++=°++= 30cos1477.030cos1

23

)( ααπ mavgo VVmVF٣ J٣٦E

( )[ ]°++== 30cos1477.0)(

)( αR

VR

VI mavgo

avgoF٣ J٣٧E

אאאαא°≤≤° 180150 αא)0( )( =avgoVK

٣ J١١W

אאאא208 V (VL)60 Hzא10 ΩKאאא'α'100o،W

Jאאא'Im'K Jאאא'Vo(avg)'K Jאאא'Io(avg)'K Jאאא'ITh (m)'K J אאא'ITh (avg)'K Jא'vTh (m)'K J א'fr'K

אW אאאTh1א100oאא

אvANאאאא)( )(loadmVאאאאW

Page 87: إلكترونيات القوى نظري

א٢٦١ א א א

אאא א

- ٨٠ -

VVV

VVV

VVV

ooosourcemloadm

phasesourcem

Lphase

130)10030sin(170)30(sin

170120*22

1203

2083

)()(

)(

=+=+=

===

===

α

)(sourcemVאא)(loadmIאאאK JA

RV

I loadmloadm 13

10130)(

)( ===

J( )[ ]V

VVo

sourcemavgo

29)]10030(sin1[*)170*477.0(

30cos1477.00

)()(

=++=

°++= α

JAR

VI avgo

avgo 9.21029)(

)( === JAII loadmmTh 13)()( == JA

II avgo

avgTh 97.039.2

3)(

)( === JVVVVV LmLmmTh 294220823 )()( ===== JHzff r 18060*33 ===

٣ J٤ J٣אאאאאא

Three - phase full– wave bridge - controlled rectifier connected with a resistive load (R )

אאאאאאאאאאאאאאKF٣ J٢٣Eאאאאא

אאRאאאאאאFאאEאאאKאאTh1Th3Th5

אאאאאאאאאאאTh2Th4Th6א

אאאאאאאאKאאאא

FEאאאא60o360oK

אאFאאEאאFא

Page 88: إلكترونيات القوى نظري

א٢٦١ א א א

אאא א

- ٨١ -

אEאאא(vL)אאאאאאאאTh3 Th2

אאאvBCKאאאא)(avgoVאא)(avgoIאאαK

אF٣ J٢٣WEאאאאאאאK

אאאאאאא

אאאאאאFאEאאא60oא

אאאאKאאאאאא

אאאאאK F٣ J٢٣Eאאא1

אאא2אאα אאא )٢٤-٣ (אא α אאא VCN,VAN א )א) ٢٤-٣אא

אא =0° α אאא F٣ J٢٤E

Page 89: إلكترونيات القوى نظري

א٢٦١ א א א

אאא א

- ٨٢ -

Wאאאאא0°120°אאא Th1אאאא

אא VAN אאא1Aאאא120° 240° אTh3

אא1Bאא240° 360°אTh5אא1Cאא

אאv1NאאVANVBNVCNK אאאא2אTh4אא

אא°180300°אTh42אAאא300° حتى420° أو(60o) אTh6א

2אB אא60o180oאTh2אא2Cאאא(v2N) 2

א VANVBN VCNK א(v12) voNN vv 21 −KאF٣ J١EאאאK

א א1 א2 אv12

0o60o A B AB

60o120o A C AC

120o180o B C BC

180o240o B A BA

240o300o C A CA

300o360o C B CB

360o420o A B AB

F٣ J١E

Page 90: إلكترونيات القوى نظري

א٢٦١ א א א

אאא א

- ٨٣ -

אF٣ J٢٤WEאאאאאא

= 0oαK אF٣ J٢٤Eאאאא

אאאאאFאEאfrא

אfKאאאאאאאא120o

240oKאאאאאאABCאאTh6Th5 Th4 Th3 Th2 Th1

אאאK אF٣ J١Eאא

אאTh1(vTh1 = vA1)אא0o120o01 =AVאTh1 אאא120o240o

Page 91: إلكترونيات القوى نظري

א٢٦١ א א א

אאא א

- ٨٤ -

vA1 = vABא1Bאא240o360ovA1 = vACא1CKאF٣ J٢Eא

אאK

א vTh1vTh3vTh5 vTh4 vTh6 vTh2

0o60o

0

BA

CA

AB

0

CB

60o120o

0

BA

CA

AC

BC

0

120o180o

AB

0

CB

AC

BC

0

180o240o

AB

0

CB

0

BA

CA

240o300o

AC

BC

0

0

BA

CA

300o360o

Ac

BC

0

AB

0

CB

אF٣ J٢E א F٣ J٢٥ E א אvTh1 אא א

אאאאאא(VL(m))אאאαאא(α =0o)F٣ J٢٥Eא

א א0o120o א אא אא א א א K אF٣ J٢٦ E

אאiAiBiCאאF٣ J٢٥EW

Page 92: إلكترونيات القوى نظري

א٢٦١ א א א

אאא א

- ٨٥ -

⎪⎩

⎪⎨

−=−=−=

25

63

41

iiiiiiiii

C

B

A

F٣ J٣٨E

Page 93: إلكترونيات القوى نظري

א٢٦١ א א א

אאא א

- ٨٦ -

א F٣ J٢٥ WE א א vTh1אא א א אאאאא = 0oαK

א F٣ J٢٦ WEא א א א א א א א

= 0oαK

אאאאאאאאאאאאאאא

oo 600 ≤≤α א א א א oo 12060 ≤≤αK א א א

אאאoo 600 ≤≤αW

ααπ

cos654.1cos33)( mmavgo VVV == F٣ J٣٩E

ααπ

cos654.1cos33)()( R

VV

RRV

I mm

avgoavgo === F٣ J٤٠E

Vmאאא(Vphase (m))K אאא

אאאoo 12060 ≤≤αW

Page 94: إلكترونيات القوى نظري

א٢٦١ א א א

אאא א

- ٨٧ -

)]30cos(1[654.1)]30cos(1[33)(

om

omavgo VVV ++=++= αα

π F٣ J٣٩E

)]30cos(1[654.1)()(

omavgoavgo R

VR

VI ++== αF٣ J٤٠E

٣ J١٢W אאאאאא

208א V (VL)60 Hzא10 ΩKאאא'α'20o،W

Jאאא'Im'K Jאאא'Vo(avg)'K Jאאא'Io(avg)'K Jאאא'ITh (m)'K J אאא'ITh (avg)'K Jא'vTh (m)'K J א'fr'K

אW אאאאאo20=α

אאoo 600 ≤≤α

VVV

VVV

VVV

phasem

Lphase

LmL

170120*22

1203

2083

15.29422082)(

===

===

===

J AR

VI mL

m 419.2910

15.294)( === JVVV o

mavgo 26420cos*170*654.1cos654.1)( === α

JAR

VI avgo

avgo 4.2610264)(

)( === JAII mmTh 419.29)( == J A

II avgo

avgTh 8.83

4.263

)()( ===

Page 95: إلكترونيات القوى نظري

א٢٦١ א א א

אאא א

- ٨٨ -

J VVVVV LmLmmTh 15.294220823 )()( ===== J Hzff r 36060*66 ===

٣ J١٣W i1i4אא(vSCR1) vTh1אאvoאא

אiAאאאאאאאאאW

Jאא'α'30oK Jאא'α'60o'K Jאא'α'90oK אW

Jאאאאאאא120o

אאאFאEאאאאFאEא60oאאאi1i4א

iAאאאא30oאF٣ J٣٨EאiA)( 41 ii −KאאאF٣ J٢٧EאאW

• אא09030 ≤≤ to ωאiAאTh1Th6אאvABiA = i1K

• אא015090 ≤≤ to ωאiAאTh1Th6אאvACiA = i1K

• אא0270210 ≤≤ to ωאiAאTh3Th4אאvBCiA = - i4K

• אא0330270 ≤≤ to ωאiAאTh5Th4אאvCAiA = - i4K

JאFEאאאאK

Page 96: إلكترونيات القوى نظري

א٢٦١ א א א

אאא א

- ٨٩ -

F٣ J٢٨Eאאא60oK JF٣ J٢٩Eאאא90oK

אF٣ J٢٧WEאאאאאא

Page 97: إلكترونيات القوى نظري

א٢٦١ א א א

אאא א

- ٩٠ -

= 30oαK

אF٣ J٢٨WEאאאאאא

Page 98: إلكترونيات القوى نظري

א٢٦١ א א א

אאא א

- ٩١ -

= 60oαK

אF٣ J٢٩WEאאאאאא

Page 99: إلكترونيات القوى نظري

א٢٦١ א א א

אאא א

- ٩٢ -

= 90oαK

W ٣ J١ אאא'vs'א'vo'א'io'

אאא'vAK': J אאאאא'R'

J אאאאאאאאK

٣ J٢ אאאא'Vo(avg)'אא'α'

אאאאאאאאא220VK

٣ Jא ٣אFאE'io'אאאאא

אאאאKW J אא 'α' J אא'γ' J אא'β'K

٣ J٤ אאאאאאאא؟א

אאאאאא؟אאאא K؟

Page 100: إلكترونيات القوى نظري

א٢٦١ א א א

אאא א

- ٩٣ -

٣ J٥ אא'L'אאאאא 'io'Kאא؟

٣ J٦ אאאאאא

א(ωL>>R): J אאK

J אאK

٣ J٧ אא'vo'א'io'א'is'אאא:

J א'60°'K J א'60°'K

٣ J٨ אאאאאא220V60Hz50 ΩKאא'60°':

J אאא J אאא J אאא J אאK

٣ J٩ אאאאא

אKאא220V60Hz50 ΩKאאא'60°'K

J אאא J אאא J אאא J אאא

Page 101: إلكترونيات القوى نظري

א٢٦١ א א א

אאא א

- ٩٤ -

J אאאאFאE J אאאאאK

٣ J١٠ אאאאאאאא220V60HzKא

אא20 Ωאא'60°'KW J אא J J אאא

٣ J١١אאאאאא؟

٣ J١٢אאאאאאאאאא

؟אא

٣ J١٣אאאאאW Jאאאא208 V

(VL)60 Hzא10 Ωא'α' 30oK

Jאאא 208 V(VL)60 Hzא10 Ωא

'α'60oK

٣ J١٤אאאא208

V (VL)60 Hzא10 ΩKא אא'α'30o،W

Jאאא'Im'K Jאאא'Vo(avg)'K

Page 102: إلكترونيات القوى نظري

א٢٦١ א א א

אאא א

- ٩٥ -

Jאאא'Io(avg)'K Jאאא'ITh (m)'K J אאא'ITh (avg)'K Jא'vTh (m)'K

J א'fr'K

٣ J١٥אא 208א V (VL)60 Hzא10 ΩKא

אא'α'60o،W Jאאא'Im'K Jאאא'Vo(avg)'K Jאאא'Io(avg)'K Jאאא'ITh (m)'K J אאא'ITh (avg)'K Jא'vTh (m)'K J א'fr'K

Page 103: إلكترونيات القوى نظري

אאאאDDCC

אא

א

א

DC

٤

Page 104: إلكترونيات القوى نظري

אאא ٢٦١ א א

אאDC א

- ٩٦ -

אאW אאאאאאאW

• א • אאא • אאאאא • אאאאK

W

אאאאאאאאאאאאאאאא

אאאאאאאאאאאא

אאאאאאאאאKאאאאא

אאאאאאאאאאאאא(duty cycle)

אאאאאאKאאW

J step-down (buck) choppersאאאאאאאK

J א step-up (boost) chopperאאאאK

Page 105: إلكترونيات القوى نظري

אאא ٢٦١ א א

אאDC א

- ٩٧ -

٤ J١אאאA Basic DC ChopperW אF٤ J١Eאאאא

אSאא’Vs‘RKאא’Thyristor‘אא’Power

Transistor‘'MOSFET'אאאא'Insulated Gate Bipolar

Transistor'אK אאאא’switches‘

'ideal'אאאאW J אאאא

א’turn-on‘K J אאאאא

’turn-off‘K J אאאאאK

אאאאא’power loss‘א

אאאא’Input dc power‘אא’output dc

power‘W

IVIV ooss= F٤ J١E

W : VsאאK : Voאאא?אK?

IsWאאאאK IoWאאאK

Page 106: إلكترونيات القوى نظري

אאא ٢٦١ א א

אאDC א

- ٩٨ -

אF٤ J١WERK

٤ J٢אDuty CycleW אאאאאאא

’TOFF‘א’TON‘אאאאאאאאאF٤ J٢Eא

אKא’D‘אאא’TON‘אאא’T‘אאאW

TD T

TTT ON

OFFON

ON =+

= F٤ J٢E

W DWאאאאTK :TאאאK

:TONאאFאאEK :TOFFאאFאאEK

אF٤ J٢WEאאאK

VPULSE

TON 0 T T+TON

t

TOFF

Page 107: إلكترونيات القوى نظري

אאא ٢٦١ א א

אאDC א

- ٩٩ -

אF٤ J٢Eאאאאא(0 ≤ D ≤ 1)

אאאאאאאאאאא

אאKאאאאא’Base current‘אאא١א

אאאאאאאאאאא

אאאאאאאאאא(Auxiliary Circuit)FEאאא’Commutation

circuit‘Kאאאאאאאאאאאאא

אאאאאאאאאאK

٤ J٣אאאאR The Principle of Operation of a Basic DC Chopper Connected with a Resistive Load:

אא’vo‘אאאF٤ J١E

אאא’Vs‘(0 ≤ vo ≤ Vs)אאאא’S‘אאא

אKא’vo‘אא'S'אא'OFF'א

א’vo‘אא’Vs‘אא'S'אא'ON'אאאF٤ J٣E

א’vo‘K

Page 108: إلكترونيات القوى نظري

אאא ٢٦١ א א

אאDC א

- ١٠٠ -

אF٤ J٣WE’vo‘אאK

٤ J٣ J١אאאאW

אאאא’Vo‘W

VTVTTTV s

ONs

OFFON

ONo T

.. =+

= F٤ J٣E

אF٤ J٢EאF٤ J٣Eאאאאא

VV so

D= F٤ J٤E

אF٤ J٤Eאאאא’Vo‘א’D‘אF٤ J٤EאאVoא

א’Vs‘0 ≤ V0 ≤ VsK אאאאא’Io‘אאאאF٤ J٣E

אאא’Io‘אאאאאאאאW

VVI so

o RD

R.== F٤ J٥E

Page 109: إلكترونيات القوى نظري

אאא ٢٦١ א א

אאDC א

- ١٠١ -

אF٤ J٤WEאאאא’Vo‘א’D‘K

٤ J٣ J٢אאאאW

אאאא’Vo(rms)‘אא’Io(rms)‘W

DVV srmso =)( F٤ J٦E

DIDRV

I Ps

rmso ==)( F٤ J٧E

WאIPאאאRVsK

٤ J٣ J٣אאW אאאאאאא

אאא’Pi‘א’POrms‘KאאאאאאאW

RIR

VR

VDPP orms

ormssio

222

==== F٤ J٨E

1 0

D

vo

Vs

Page 110: إلكترونيات القوى نظري

אאא ٢٦١ א א

אאDC א

- ١٠٢ -

٤ J٣ J٤אאאW

אאאאאאאאW

J אPulse-Width Modulation (PWM)K J אPulse-Frequency Modulation (PFM)K א‘TON’א‘PWM’א

אא‘T’אF٤ J٥Eאאא’PFM‘אא

‘TON’אא‘T’אאאאF٤ J٦Eאאאא

אאאאKאאאאאאאאא

אאאאאאאא[PWM‘א’PFM‘K

אאאאא’PFM‘אא’S‘אאא

אאאא’high current ripples‘אאאאא

אאאאאאK א[PWM‘אאא

אאאא’filters‘אאK

Page 111: إلكترونيات القوى نظري

אאא ٢٦١ א א

אאDC א

- ١٠٣ -

FE

FE

FE

אF٤ J٥WEא’vo‘אאK

vo

0 T

t 2T 3T

Vo

vo

VS

vo

0 T t

2T 3T

Vo

VS

0 T t

2T 3T

Vo

VS

Page 112: إلكترونيات القوى نظري

אאא ٢٦١ א א

אאDC א

- ١٠٤ -

FE

FE

FE

אF٤ J٦WEא’vo‘אאא

0 T t

vo

Vs Vo

vo

0 T t

Vo

Vs

0 T t

vo

Vo

Vs

Page 113: إلكترونيات القوى نظري

אאא ٢٦١ א א

אאDC א

- ١٠٥ -

٣ J١W

אאאF٤ J١E220 Vאא10 ΩKאאאא

’S‘1 KHzא0.5W J אאא’Vo‘K J אאא’Vo(rms)‘K J אאאא’Pi‘K

אW J אאאאאאF٣ J٤EW

110)220(5.0 === VV soD V

J אאאאאאF٣ J٦EW 6.1555.0220)( === DVV srmso

V

J אאאאאאF٣ J٨EW

242010

2205.022

===R

D VP si W

٤ J٤אאאStep-Down (Buck) DC ChoppersW

٤ J٤ J١אאCase of An Inductive LoadW אאאאאא

KאאאאאאאKאא

אאאאאאאאאKאF٤ J٧E

אאאאאאאאאאאא’S‘א’dv/dt‘אאא

F٤ J٧FEEאאא

Page 114: إلكترونيات القوى نظري

אאא ٢٦١ א א

אאDC א

- ١٠٦ -

אאאאאאאK

٤ J٤ J٢אאW אאאאSאא

אאאF٤ J٢Eא'S'KאSא

אF٤ J٧FEEאאאDאאאאאאאא

א’Vs‘אSאא’R-L‘אאאאאאאאאאאאאא

א0’א ≤ t ≤ TON‘א’vo‘אאאאF٤ J٧FEEאאאאK

אאSאאt = TONאאאאאF٤ J٧FEEאא

אאאאאאאF٤ J٧FEEאאא ’TON ≤ t ≤ T‘אאאא

אאאאאאאאאאKאאאאF٤ J٧FEE

אאאאאאאF٤ J٧FEEאאאאאא

א’TON ≤ t ≤ T‘אאאאאK אאאאא

אאאאאK אאאאאאאא

אאאאאאאאאאאאאאא

Page 115: إلكترونيات القوى نظري

אאא ٢٦١ א א

אאDC א

- ١٠٧ -

אאאאאאאK

FEאא

FEאאא0(א( ONTt ≤≤

FEאאאא)( TtTON ≤≤

אF٤ J٧WEאאאאK

io

vo VD +

-

io

vo

ID=io

Is=0

io

vo VD=Vs

ID=0

+

-

Is=io

Page 116: إلكترونيات القوى نظري

אאא ٢٦١ א א

אאDC א

- ١٠٨ -

٤ J٤ J٣אאContinuous Current ModeW

אאאF٤ J٧FEEאאאא

W J אאאK J אK J א’S‘K

אאאאאאאKאאאאא’filter‘

’L‘אאאאאאאאאא

Kאאאאא אאאאאאאא

אאאאאאא’τ‘אאT>>τ

)/( RL=τאאאminImaxI

אאאTKאF٤ J٨EאאאF٤ J٧EאאאאF٤ J٨FEEא

אVsאאS ’0 ≤ t ≤ TON‘אא’TON ≤ t ≤ T‘אאאF٤ J٨EFE

אאאF٤ J٨EFEא’is‘אSF٤ J٨EFEאאF٤ J٨EFE،F٤ J٨E

FE،F٤ J٨EFEאאאאאא’TON

≤ t ≤ T‘אא’is‘אאא’0 ≤ t

≤ TON‘אאאאW

Page 117: إلكترونيات القوى نظري

אאא ٢٦١ א א

אאDC א

- ١٠٩ -

FE

FE

FE

FE אF٤ J٨WEאאK

t TON 0 T T+TON

io

Imin

2T

Imax

TON 0 T T+TON

t

Is

Imin

2T

Imax

t TON 0 T T+TON

ID

Imin

2T

Imax

Page 118: إلكترونيات القوى نظري

אאא ٢٦١ א א

אאDC א

- ١١٠ -

2minmax II

II LO+

==F٤ J٩E אאאאW

RVI o

o = F٤ J١٠E אF٣ J٩E،F٣ J١٠EאאאW

RVII o2minmax =+ F٤ J١١E

minImaxIאKאאאאא

אW

VV oo

L dtdi

L == F٤ J١٢E أو

ti

LV

dtdi oOo

∆∆

==

tL

Vi OO ∆=∆∴ F٤ J١٣E

Oi∆אאא W

minmax IIiO −=∆ F٤ J١٤E אאאt∆W

OFFTt =∆ F٤ J١٥E אF٤ J١٤E،F٤ J١٥EאF٤ J١٣EאאאW

OFFo T

LVII =− minmax F٤ J١٦E

א F٤ J١٦EF٤ J١١EminI،maxI

OFFoo TL

VRVI

2max += F٤ J١٧E

OFFOO TL

VR

VI2min −= F٤ J١٨E

אאאOPP iI ∆=−W minmax III PP −=− F٤ J١٩E

Page 119: إلكترونيات القوى نظري

אאא ٢٦١ א א

אאDC א

- ١١١ -

LTI V

OFFPP0=− F٤ J٢٠E

אאאSאא’Is‘אאא’ID‘

א’D‘W

ITII oON

os TD == F٤ J٢١E

ITII oOFF

oD TD =−= )1( F٤ J٢٢E

IoאאאIDאאאאאKאאisא

Tאאאאא VsאאאאאאK

٤ J٤ J٤אאDiscontinuous Current ModeW

אאאא’D‘אאא

אא’S‘Kא’S‘אאאאאאאאאאא

אKאSאאאאא

אאאאאאKאא

אאאTON ≤ t ≤ TK אF٤ J٩EאאאF٤ J٧Eאא

אF٤ J٩Eאאאאאאאאאא’τ‘אSא

TONKאF٤ J٩EאאאאאSאאTON ≤ t ≤ Tאאא

אSאא0 ≤ t ≤ TONK

Page 120: إلكترونيات القوى نظري

אאא ٢٦١ א א

אאDC א

- ١١٢ -

אאאאא

אא’L‘KאאאאאאKא

אאא’Imin‘F٤ J١٨EW

OFFOO TL

VR

VI2

0min −==

LRVTV o

OFFo

2=∴

2T OFFRL= F٤ J٢٣E

אאאאאK

Page 121: إلكترونيات القوى نظري

אאא ٢٦١ א א

אאDC א

- ١١٣ -

FE

FE

FE

FE אF٤ J٩WEאאK

TON 0 T T+TON t

io

2T

Imax

TON 0 T T+TON t

ID

2T

Imax

TON 0 T T+TON

t

Is

2T

Imax

TON 0 T T+TON

t

Vo

2T

Vs

Page 122: إلكترونيات القوى نظري

אאא ٢٦١ א א

אאDC א

- ١١٤ -

٤ J٢W אF٣ J٧E

100 Vאאא10 Ωאא50 mHKאאאS 1 KHzא

FאE50 VW J א’D‘K J א’TON‘K J אא’Vo(rms)‘K J אאא’Io‘K J אאא’Imin‘אא’Imax‘K J אאאאא’Ip-p‘K J אאאאא’Ip-p‘

אא5 KHzK J אאאאא’Ip-p‘

אא250 mHK אW

J אאאF٤ J٤EW VV so D=Q

5.010050

===∴VV

s

oD

J אאאא'TON'אאF٤ J٢EW

fDTD

TD TT

ONON ==∴=

5.01000

5.0==∴T ON ms

J אאאא'TOFF'W 5.05.01 =−=−= TT ONOFF T ms

J אאאאאF٤ J٦EW 7.705.0100

)(=== DVV srmso

V

Page 123: إلكترونيات القوى نظري

אאא ٢٦١ א א

אאDC א

- ١١٥ -

J אאאW

AR

VI O

O 51050

===

J אאאאאאF٤ J١٧EF٤ J١٨EW

25.55.050*2

501050

2max =+=+= OFFoo TL

VRVI A

75.45.050*2

501050

2min =−=−= OFFOO TL

VR

VI A

J IP-PW 5.075.425.5minmax =−=−=

− III PP A

J IP-Pאאא5 KHz0.5אW

fDTDT OFF

)1()1( −=−=

1.010*5

)5.01(3 =

−=∴T OFF ms

05.51.050*2

501050

2max =+=+=∴ OFFoo TL

VRVI A

95.41.050*2

501050

2min =−=−= OFFOO TL

VR

VI A

1.095.405.5minmax =−=−=∴− III PP A

אאIP-PאאאאK

J IP-Pא250 mHא1 KHz0.5אW

fDTDT OFF

)1()1( −=−=

( ) 5.010*1

5.013 =

−=OFFT ms

05.55.0250*2

501050

2max =+=+=∴ OFFoo TL

VRVI A

95.45.0250*2

501050

2min =−=−= OFFOO TL

VR

VI A

1.095.405.5minmax =−=−=∴− III PP A

Page 124: إلكترونيات القوى نظري

אאא ٢٦١ א א

אאDC א

- ١١٦ -

אאIP-PאאאאאKאאא

IP-PאאאאאK

٤ J٣W

אF٤ J٧E100 Vאאא10 Ωא100 mHKא

אאS 1 KHzאא’TON‘0.5 msW

J א’D‘K J א’TOFF‘K J אאא’Vo‘K J אאא’Io‘K J אאא’Vo(rms)‘K J אאאK

אW J אW

110*111

3 ===f

T ms

5.015.0===

TT

D ON

J אW 5.05.01 =−=−= ONOFF TTT ms

J אאאW 50100*5.0 === VV so

D V

J אאאW

51050

===R

VI oo A

Page 125: إلكترونيات القوى نظري

אאא ٢٦١ א א

אאDC א

- ١١٧ -

J אאאW 7.705.0100)( === DVV srmso

V

J אאא W

mHRT

L OFF 5.210*25.0

2===

٤ J٤W אF٤ J٧E

200 Vאאא4 Ωא500 mHKאאאא20 Aאאאא

א’Ip-p‘٠0.96 Aאא100 Hzאא’TON‘4 msW

J א’D‘K J א’TOFF‘K J אאאא’Is‘K J אאאאאא’ID‘K J אאא’Imin‘אא’Imax‘K

אW

J אW

10100

11===

fT ms

4.0104===

TD T ON

J אW 6410 =−=−= ONOFF TTT ms

J אאאאW 820*4.0 === II os D A

J אאאW

( ) ( ) 1220*4.011 =−=−= OD IDI A

Page 126: إلكترونيات القوى نظري

אאא ٢٦١ א א

אאDC א

- ١١٨ -

J אאא’Imin‘אא’Imax‘W

48.2096.0202max =+=+= −PP

OIII A

52.1996.0202min =−=−= −PP

OIII A

אאאאאא’τ‘אאאא’T‘

1254

500===

RLτ ms and T = 10 ms

٤ J٥W אF٤ J٧E

25Vאא5 ΩKאאאS 4 KHzאא15 VW J א’D‘K J אאא’Io‘K J אאאK J אאא’Imin‘אא’Imax‘K

אW

J אW

6.02515

===VV

s

oD

J אאאW

35

15===

RVI o

o A

J אאא W

1.04

)6.01()1()1( =−

=−

=−=fDTDT OFF ms

25.05*21.0

2=== RL T OFF mH

Page 127: إلكترونيات القوى نظري

אאא ٢٦١ א א

אאDC א

- ١١٩ -

J אאאאW

6331.0*25.0*2

155

152max =+=+=+= OFF

oo TL

VRVI A

0332min =−=−= OFF

OO TL

VR

VI

אאאאאאאאאK

Page 128: إلكترونيات القوى نظري

אאא ٢٦١ א א

אאDC א

- ١٢٠ -

W

٤ J١אא'D' ٤ J٢؟אאאאא ٤ J٣אאאא؟ ٤ J٤אאאאאאK ٤ J٥אאאאאאאK ٤ J٦אאאא:

J J FKE

٤ J٧ אאאאא؟

٤ J٨ 110V

20ΩKאאא1KHz0.4W J אאאK J אאאK J אאאK J אאאK

JאאאK ٤ J٩ 100V5Ω

אאאFאE50VKW J אK

J אאאאFאKE

Page 129: إلكترونيات القوى نظري

אאא ٢٦١ א א

אאDC א

- ١٢١ -

٤ J١٠ 1KHzאא110 Vאא75א VKא

אFTON,TOFFKE ٤ J١١ 110V

א8Ωא4mHKאאא1KHz0.4אא،W

J אאאK J אאאK J אאאאK J אאאK J אאאאא5KHzK J אאK

Page 130: إلكترونيات القوى نظري

אא

אא

א

٥

Page 131: إلكترونيات القوى نظري

אא ٢٦١ א א

א א

- ١٢٢ -

אאW אאאאאאאאW • א • אא • אאא • אאא • אאאאאא • אאא • א • אא

W

אאאאאאאאאאאאאאאאאאא

אאאKאאאאאאאאא

אאאאאאאאאאאKאאא

'Inverters' אאאאאאאאאא

אאאאאIGBTKKKKאKאאאאא

אאאאאאאKא

Wאאאאא • אאא

Page 132: إلكترونيات القوى نظري

אא ٢٦١ א א

א א

- ١٢٣ -

• אאא • אא • אאא

אאאW

١K א(VSI)''Voltage Source InverterאאK

٢K א(CSI)''Current Source InverterאאK

אאאאאאאאאK

٥ J١אאא

אאאאאאW o אאא (induction motors)אאא

(synchronous motors)K o אאFinduction heatingKE o אאאFaircraft power suppliesKE o אאFuninterruptible power supplies UPSKE o אאאאאF high-voltage DC transmissionKE o אאFstandby power suppliesKE

אFbatteryEFsolar cellEאאאאא٢٢٠

٦٠٢٢٠٤٠٠אאאאאאאאא٢٢٠L٣٨٠٥٠١٢٠L٢٠٨٦٠

١١٥L٢٠٠٤٠٠K

Page 133: إلكترونيات القوى نظري

אא ٢٦١ א א

א א

- ١٢٤ -

٥ J٢א

אF٥ J١EאאאאאאאאאאאK

אאF٢EאאאאאאאKא

אS1אS2אאאאS1S2אאF٥ J٢Eא

אS1אאS2אאאאאאאVs

אS1S2KאS1אS2אאאאאא

אS2אS1אאאאאאאא

א'T'אF٥ J٢Eאא'fo'אאW

HzTf o

1= F٥ J١E

אF٥ J١WEאאאK

Page 134: إلكترونيات القوى نظري

אא ٢٦١ א א

א א

- ١٢٥ -

אF٥ J٢WEא S2 S1אאא

א א א א א S1S2 Kאאא

אאאאאK א א

אא'filter'א

Page 135: إلكترونيات القوى نظري

אא ٢٦١ א א

א א

- ١٢٦ -

אא אא אאא א א א א

אאאKאאאא'PWM'K

אאאאא

אאאאאאאאK

٥ J٣אVoltage Source Inverter (VSI) א א א א אא א א

אאאאאאאאא

אאאאאא אא א א א

אאאאK

٥ J٣ J١אאא 1-Phase Half-Bridge (VSI) Inverter

א אא א א א א אF٥ J٣Eאאאאאא٢א

S2 S1א 'Vs' F٢LאאאאKאא

א א א א א א א אKKKKא

Page 136: إلكترونيات القوى نظري

אא ٢٦١ א א

א א

- ١٢٧ -

٥ J٣ J١ J١אא Case of a Resistive Load R אא S2 S1אאF٥ J٣E

R אS1אS2א א0 ≤ t ≤ T/2 א א 'Vs' א

אאאאאאאאאאS1 א אi1 אS2 א S1א

אT/2 ≤ t ≤ TאS1אאt = T/2אא'-Vs'אאאi2אאאא

אאאאאאS2אאi2אi1 א F٥ J٤ E א R א

f א א1/Tא אאאאK

אאאאאאאא'Vs'K

אF٥ J٣WEאאאא

Page 137: إلكترونيات القوى نظري

אא ٢٦١ א א

א א

- ١٢٨ -

אF٥ J٤WEאאא

٥ J٣ J١ J٢אאCase of an Inductive load

אאאאioא א א א Vo א

אאאאא א אא א א K אF٥ J٥ Eא א א K

אאאW אא0 ≤ t ≤ T/2אVoאא

אאS1 אאא D1 Kאioאאאאאא0 ≤ t ≤ t1

אאאאאאאא D1אאאאאVSאא t1 ≤ t ≤ T/2אא

אא א א אאS1אאאאאאאאS1אא0 ≤ t ≤ T/2א

אאא t1 ≤ t ≤ T/2אK

Page 138: إلكترونيات القوى نظري

אא ٢٦١ א א

א א

- ١٢٩ -

אF٥ J٥WEאא

Page 139: إلكترونيات القوى نظري

אא ٢٦١ א א

א א

- ١٣٠ -

אאt = T/2א S1אאאאאאא S1אאא VSאא

א א א אא א א אאא D2א T/2 ≤ t ≤ t2אאt=t2אאאא D2א

אא S2אאt2 ≤ t ≤ TאאאאאאאאאאאS2

אS2אאt2 ≤ t ≤ TאאאאאTKאF٥ J٥Eאאא

אאאאאioאאאאאאאאא

F٥ J٥Eאאאi2 ,i1אאאioאאאאאא

אאאא0 ≤ t ≤ T/2אאאאאאאאאאT/2 ≤ t ≤ TK

אאאאאאW אאאאאW

VV so = F٥ J٢E אאאאV1(rms)W

א א א א א F٥ J٣ EאW

tnnV

vn

SO ω

πsin

4.....,5,3,1

∑∞

=

= F٥ J٣E

nאאωאאאאrad/sאאאאאאאn = 1W

VVV ss

rms 9.02

4)(1 ==

π F٥ J٤E

Page 140: إلكترونيات القوى نظري

אא ٢٦١ א א

א א

- ١٣١ -

٥ J١W אאאאF٥ J٣E'R'2.4 Ω'Vs'24 VKW

FE אאא'Vo(rms)'K FE אאא'Io(rms)'K FE אאאאא'V1(rms)'K FE א'Po'K

אW FE אאאאא

אF٤ J٢EW 24

)(==VV srmso

V

FE אאאW

104.2

24)()( ===

RVI rmso

rmso A

FE א אא א א אא אF٥ J٣EW

6.2124*9.09.0)(1

=== VV srms V

FE אW

2404.2

2422

)( ===R

VP rmsoo W

٥ J٣ J٢אאאSingle Phase Voltage Source Bridge Inverter

٥ J٣ J٢ J١אאR א אאא א

א א א אאא F٥ J٦E K א א א א

אאאא S4 S1

Page 141: إلكترونيات القوى نظري

אא ٢٦١ א א

א א

- ١٣٢ -

א S3 S2א S3 S2א S4 S1אא S4 S1א S3 S2

אא 'T/2' אא WאS4 S1אא0 ≤ t ≤ T/2אאא

א א א S3 S2 א א א א א אא א א א א S4 S1

א 'Vo' א א א 'Vs' אS4, S1אS3, S2אאT/2 ≤ t ≤ TאאאאאאאאאאאאאS3,

S2 א א א אא אאאא'-Vo'

אאF٥ J٧EאVs Kא א א

אא'fo'אא'T'fo = 1/TK

אF٥ J٦WEאאאאאאא

Page 142: إلكترونيات القوى نظري

אא ٢٦١ א א

א א

- ١٣٣ -

אF٥ J٧WEאאאא

אאאאאאVo(rms)W

אאאאאF٥ J٢EאאאאאK

אאאאאV1(rms)W

א א א אא אאאאאאאאn = 1F٥ J٣EF٥ J٤E

אK

٥ J٢W אאאF٥ J٦E'R'2.4 Ω

'Vs'48 VKW FE אאא'Vo(rms)'K FE אאא'Io(rms)'K FE אאאאא'V1(rms)'K FE א'Po'K

Page 143: إلكترونيات القوى نظري

אא ٢٦١ א א

א א

- ١٣٤ -

אW אאאאאאאאא?

F٥ J١?Eאאאאאאאאאאאאאא

אאאאאאאאאW

FE א אאא א א F٥ J٢EW

48

)(==VV srmso

V

FE אאאאW

204.2

48)()( ===

RVI rmso

rmso A

FE אאאאאאאאF٥ J٣EW

2.4348*9.09.0)(1

=== VV srms V

FE א

9604.2

4822

)( ===R

VP rmsoo W

אאאאאא

א א א א ٤ א א א אא

F٥א48 Vאא J٢E אא24 VFאאאF٥ J٢EEאF٥ J٢EK

Page 144: إلكترونيات القوى نظري

אא ٢٦١ א א

א א

- ١٣٥ -

٥ J٣ J٢ J٢אא'R-L' אF٥ J٨ Eאאא אאא'R-L'

אאאאאאF٥ J٦Eאאאא'R''R-L' אF٥ J٩ E א'Vo' א io

אא א S4 S3 S2 S1אאאא אא D4 D3 D2 D1אאא'is'אאא

אW

אF٥ J٨WEאאאאאאK

א'io'אF٥ J٩Eאא'vo'אא

S4 S1אא0 ≤ t ≤ t1t1אא א אא א

אאאאאא א א א אא א א t = t1

אאt = T/2אא0 ≤ t ≤ t1אאאאאאאאאאא D4 D1אאא'Vs'אאא

אאאאאS4, S1אאאאא

Page 145: إلكترونيات القوى نظري

אא ٢٦١ א א

א א

- ١٣٦ -

t1 ≤ t ≤ T/2אאאא'Vo'אאא 'Vs' א א0 ≤ t ≤ T/2

אאא'io'אאאt = t1אאאt = T/2א

א אt = T/2אאאאאאאאאא S4 S1אאא

א א אא א אא א א א D3 D2 א א א'Vs'אאT/2≤ t ≤ t2 אא

א א Vo = - Vsא א א אא'io'אאt = t2א S2 S3 א

אאT/2 ≤ t ≤ t2אאאאאאאא'io'אא

אt2 ≤ t ≤ TאS2 S3 אאאאאאאאאאS2, S3אאא

'Vs' א א א א Vo = - Vsא'Imin'אאt=T t=0

א'Imax'אא t=3⋅T/2 t=T/2אIminאאאאאאא

אK

Page 146: إلكترونيات القوى نظري

אא ٢٦١ א א

א א

- ١٣٧ -

אF٥ J٩WEאאאאאאאאאאאאאK

Page 147: إلكترونيات القوى نظري

אא ٢٦١ א א

א א

- ١٣٨ -

אאאאW אאאא

א א א א א א אF٥ J٢KE

אאאW

אאאאאאW

⎪⎪⎩

⎪⎪⎨

≤≤++−

≤≤−+=

−−

TtTeR

VI

RV

TteR

VI

RV

iTtSS

tSS

O

2)(

20)(

/)(max

/min

2 τ

τ

F٥ J٤E

W τ WאאאL/RK

IminWאאאK ImaxWאאאK

א א א א א א א

W

II maxmin −= F٥ J٥E אאאאאW

⎥⎦

⎤⎢⎣

+−

=−=−

τ

τ

2/

2/

minmax 11

T

Ts

ee

RVII F٥ J٦E

٥ J٣W

אאאF٥ J٨E'R'א10 ΩאL = 25 mH'Vs'100 VKא

א60א Hz،אאK

Page 148: إلكترونيات القوى نظري

אא ٢٦١ א א

א א

- ١٣٩ -

אW אאאאאאW

0167.06011===

f o

T s

0025.010025.0

===RLτ s

67.60025.0*2

0167.02

==∴τ

T

אאאאאאF٤ J٥EW

31.911.

10100

67.6

67.6

minmax =⎥⎦

⎤⎢⎣

⎡+−

=−=−

eeII A

אאאאF٤ J٤EW

( )

( )601

120131.1910

1010031.9

10100

1201031.1910

1010031.9

10100

0025.0/)00835.0(0025.0/)2

0167.0(

0025.0/0025.0/

≤≤+−=⎟⎠⎞

⎜⎝⎛ ++−=

≤≤−=⎟⎠⎞

⎜⎝⎛ −−+=

−−−−

−−

teeti

teeti

tt

o

tto

٥ J٤אאInverter Voltage Control Techniques אאאאא

אאאאאW ١K אאאK ٢K אאאK ٣K אאאK

אאאאאא

אאאאאאאאאא

אאאאאאאאא

Page 149: إلكترونيات القوى نظري

אא ٢٦١ א א

א א

- ١٤٠ -

אאאאאאK

אאאאאאאאאא’PWM‘אאא

אאאאאאאא

אאK

٥ J٤ J١אPulse-Width Modulation PWM אאאאאאא

אW ١K אSingle Pulse-Width ModulationK ٢K אMultiple Pulse-Width ModulationK ٣K אSinusoidal Pulse-Width ModulationK

٥ J٤ J١ J١א אאאאא

KאF٥ J١٠Eאאאא S2 S1אאאא

אאF٥ J٦EאArAcKאאאאאFאאEאArAcאδא

אא180oArAcא’Modulation Index‘אאW

AA

c

rM = F٥ J٦E

אאא’Vo‘אW

Page 150: إلكترونيات القوى نظري

אא ٢٦١ א א

א א

- ١٤١ -

πδVV so

= F٥ J٧E W

MWאK VsWאאאK ArWאאאK AcWאאאK δ :א.

אF٥ J١٠WEאאאאS2, S1

אא

٥ J٤ J١ J٢א אאאאאא

אאאאfoאאא

אאאאאאאאfcKאF٥ J١١Eאאאאאא

אאאאאW

Page 151: إلكترونيات القوى نظري

אא ٢٦١ א א

א א

- ١٤٢ -

ff

mmff

o

cf

fcP === ,22 0

F٥ J٨E

W PWאאK fcWאאאK foWאאאK

mfWאK אא’M‘M

١אVsאπ/Pאאאאאא

W

πδPVV so = F٥ J٩E

אF٥ J١١WEאאאאאאא

٥ J٤ J١ J٣א אאאא

אאאאאאKאאאאאאא

Page 152: إلكترونيات القوى نظري

אא ٢٦١ א א

א א

- ١٤٣ -

אאאKאF٥ J١٢EאS2, S1אאfofc

אאאאאאאאאאא’M‘אאא

א’Vo‘אF٥ J١٢EאאאKאאאאW

∑=

=P

m

mso VV

1 πδ

W PWאאK

: δmאאmK VsWאאאK

אF٥ J١٢WEא S2 S1אא

אK

Page 153: إلكترونيات القوى نظري

אא ٢٦١ א א

א א

- ١٤٤ -

٥ J٥אCurrent Source Inverter CSI אא

אאאאאאKאאא

אאאאאאאאאK

٥ J٥ J١אאאSingle Phase Current Source Bridge Inverter אF٥ J١٣Eאאאאא

אאאאאאWא S1 S4 אא0 ≤ t ≤ T/2

אאאאאאאאאאאאאאאאאאא

Lא S1 S4 אFEא S1 S4 אא

אאT/2אא S2 S3 אאאאאאא S2 S3 אא

אאאאאI אא 0 ≤ t ≤ T/2 -Iא אT/2 ≤ t ≤ T

א אTא אאא TאאKאF٥ J١٤E

אאK

Page 154: إلكترونيات القوى نظري

אא ٢٦١ א א

א א

- ١٤٥ -

אF٥ J١٣WEאאאאא

אF٥ J١٤WEאא

Page 155: إلكترونيات القوى نظري

אא ٢٦١ א א

א א

- ١٤٦ -

W

٥ J؟ ١א ٥ Jא ٢אא؟א ٥ J٣ א؟אאא ٥ J؟ ٤א ٥ J؟ ٥אאאאא ٥ J؟ ٦אאא ٥ J؟ ٧אאאאא ٥ J؟ ٨אאאאאא ٥ J٩ א؟אאאא ٥ J١٠ ؟אאאא

אא؟٥ J١١ ؟אאאאא ٥ J١٢ א220V

20ΩKW 'Vo'אאא -أ 'V1'אאאאא -ب Kאאא -ج

٥ J١٣ אאאFא٥ J١٢EאK ٥ J١٤ אאאF٥ J٨E'R'

10א ΩאL = 50 mH'Vs'110 VKא א60א Hz،א אK

Page 156: إلكترونيات القوى نظري

אאאאDDCCAACC

אא

א

DC

A

C

٦

Page 157: إلكترونيات القوى نظري

אא ٢٦١ א א

אאDCAC א

- ١٤٧ -

אאW אאאאאאW

• אאאאאאאא

• אאאא • אאאאא

א • אאאא

א W

אאאאאאאאאאאאאאאאאאאK

אאאאאאא

Kאאאאאאאאא אאאאאא

אאאאאאאאאאאאאאKאאאאאאאאאאא

אאאאאאאאVa

אאאאאאאאאאאא

אאאאאאאאאאאאאאאאאאאαK

אאאאאאאאאאאאאאאK

Page 158: إلكترونيات القوى نظري

אא ٢٦١ א א

אאDCAC א

- ١٤٨ -

٦ J١אאאאאאאאא Speed Control of a DC Motor Using single-Phase Controlled Rectifiers

אF٦ J١Eאאאא

אאאאאאKF٦ J٢EאVaאאאאiaאLaא

אאאאאאאαH πZ βאאאאW

)(cos22

)( απ

α VV sa= F٦ J١E

אאF٢ J٢٢Eאאאאאאαא= 0αα = 180oא

אVa(α)אאא90°אאאאא)(α>90°אא

אאאאα = 90oאאKאאאא

אאK

אF٦ J١WEאאאאאאא

א

Page 159: إلكترونيات القوى نظري

אא ٢٦١ א א

אאDCAC א

- ١٤٩ -

אF٦ J٢WEאאא

אאאאאאW

Va = Ea +Ia Ra F٦ J٢E

Ea = K Φ ω = Kb ω F٦ J٣E

Ta = K Φ Ia = KT Ia F٦ J٤E

אאאאΦאאאאEaאωאאאאא

NW

602 Nπ

ω = F٦ J٥E

Page 160: إلكترونيات القوى نظري

אא ٢٦١ א א

אאDCAC א

- ١٥٠ -

אא Kb KTאאPאאΦאZאאאaW

aPZKK Tb π

φ2

== F٦ J٦E אא ωאTaאאVa(α)

אF٦ J٢EF٦ J٣EF٦ J٤EאאW

TKKR

KV

aTb

a

b

a −=)(α

ω F٦ J٧E

אא ωאTaאאVa(α)אF٥ J٢EF٥ J٣EF٥ J٤Eא

אW

TKKR

KV

aTb

a

b

a −=)(α

ω F٦ J٧E

אאאא אF٦ J١EאF٦ J٧EאW

TKKR

KV

aTb

a

b

s −= )(cos22

αωπ

F٦ J٨E

א(N.m) Taאאאω(Rad/Sec)אאא

אאאאאאאאאאאאאאאoω

W

)(cos22

απ

ωb

S

KV

= F٦ J٩E

אF٦ J٣Eאאoωאאאα=0 α = 180oאא α > 90°

אKאF٦ J٤EאאωאTaאאאF٦ J٨KE

Page 161: إلكترونيات القوى نظري

אא ٢٦١ א א

אאDCAC א

- ١٥١ -

אF٦ J٤EאאאאαKאאאאאאאאאא

אאאאאאאאFאאאEאאFאאאEF٦ J٥KE

אF٦ J٣WEאאωoאאאאα

אF٦ J٤WEאאωאא

FEאא FEאאא

אF٦ J٥WEאאאאאאא

Page 162: إلكترونيات القوى نظري

אא ٢٦١ א א

אאDCAC א

- ١٥٢ -

F٦ J١WE 1200 rpm 10 HP 230 Vא

אאאאאF٦ J١KEאאIa= 38 A א Ra = 0.3 ΩאVs=260 VKאאKb =

KT = 1.74אאאאα

=30oW J אאא J אאא J אK אW

J אאאF٦ J٤EW

mNTIKT

a

aTa

.121.6638*74.1 ==∴

=Q

J אאאאאF٦ J٨EW

TKKR

KV

aTb

a

b

s −= )(cos22

αωπ

sec/11055.656.116

121.6674.1

3.0)(cos74.1

260222

rad=−=

−=∴ απ

ω

אאאF٦ J٥EW

602 Nπ

ω =Q

rpmN 10512

110*602

60===∴

ππω

J אאאW

IVIV

ss

aaPF =

אאאאאאאW

82.202)30(cos260*22

)(cos22

=== osa

VV πα

πV

Page 163: إلكترونيات القوى نظري

אא ٢٦١ א א

אאDCAC א

- ١٥٣ -

78.0260

82.202===∴

VV

s

aPF

٦ J٢אאאאאא Speed Control of A DC Motor Using DC Choppers

אאאאאא

F٦ J٦Eאאאאאאאאאא

אKאאאאF٦ J٢EאF٦ J٩EאF٦ J١EאאאW

VV sa D= F٦ J٩E

DאK אאK

אF٦ J٦WEאאאאאא

Page 164: إلكترونيات القوى نظري

אא ٢٦١ א א

אאDCAC א

- ١٥٤ -

F٦ J٢WE Vs = 150 VKא

אאW Ra = 0.5 Ω, La = 10 mH, Kb = 0.05 V/rpm

אא(TON)1.6 msאאN = 2000 rpmא40 AK

אאאF٦ J٢EF٦ J٣EW IRKV aaba N +=

1202010040*5.02000*05.0 =+=+=V a V

אאאF٦ J١٠EW

8.0150120

===VV

s

aD

אW

TTON

ON fT

D ==Q

50010*6.18.0

3 ===∴−T ON

Df Hz

Page 165: إلكترونيات القوى نظري

אא ٢٦١ א א

אאDCAC א

- ١٥٥ -

W ٦ J١ אאאאאאאא

אא ٦ J٢ אאאאאאא

א ٦ J٣ אאאאאאא

٦ J٤ 1000 rpm,10 kW, 240 Vא

אאאאאF٦ J١KEאאIa= 51.43 A א Ra = 0.45 ΩאVs=240 VK

אאKb = KT = 2אאאאα =20oW

J אאא J אאא J אK

٦ J٥ Vs = 220

VKאאאW Ra = 0.3 Ω, La = 15 mH, Kb = 0.04 V/rpm

אא(TON)1 msאאN = 2000 rpmא25 AK

Page 166: إلكترونيات القوى نظري

٢٦١ א א א

א

- ١٥٦ -

א ٣-٣ α=55°, γ=160°, β=215° ٨-٣ Vo=148.6 V, Io=3.95 A, Po=778.8 W, PF=0.9 lag ٩-٣ Vo=148.6 V, Io=2.972 A, Io(rms)=2.972 A, Po=441.6 W, ISCR(avg)=0.99 A,

IFWD(avg)=0.99 A ١٠-٣ ITh(avg)=2.47 A, ITh(max)=7.43 A, VTh(max)=311 V, Po=1104 W ١٤-٣ Im = 17A, Vo(avg) = 121.75 V, Io(avg) = 12.175 A, ITh(m) = 17A,

ITh(avg) = 4.06 A, VL(m) = 294 V, fr = 180Hz

١٥- ٣ Im = 29.41 A, Vo(avg) = 140.45 V, Io(avg) = 14.045 A, ITh(m) = 29.41A, ITh(avg) = 4.06 A, VL(m) = 294 V, fr = 360Hz

٨ -٤ 44 V, 2.2 A, 69.6 V, 5.5 A, 242 W ٩-٤ D=0.5, Is(avg)=10 A, Is(rms)=14.14 A ١٠-٤ on=0.68 ms, Toff=0.32 ms ١١-٤ 44 V, 5.5 A, 69.6 V, 5.5 A, 2.2 A, 3.3 A, 6.16 A, 4.84, 2.4 mH ١٢-٥ 10 V, 99 V, 605 W ١٣-٥ 20 V, 198 V, 2420 W ٤-٦ 102.86 N.m, 860 rpm, 0.85 ٥-٦ 400 Hz

Page 167: إلكترونيات القوى نظري

א٢٦١ א א א

א

אא (1) Ashfaq Ahmed : “Power Electronics for Technology”, Prentice-Hall,

1999. (2) M. H. Rashid: “Power Electronics: Circuits, Devices, and

Applications”, Second Edition, Prentice-Hall, 1993. (3) David A. Bradley: “Power Electronics”, Second Edition, Nelson

Thornes, 1995. (4) Ned Mohan, Tore M. Undeland, and William P. Robbins: “Power

Electronics: Converters, Applications, and Design”, Second Edition, John Wiley & Sons, 1995.

Page 168: إلكترونيات القوى نظري

٢٦١ א א א

א

א

K K K K K K K K K K K K K K K K K K K K K K K K K K K K

אאWא K K K K K K K K K K K K K K K K K K١ אא K K K K K K K K K K K K K K K K K K K K K K K K K K١ K K K K K K K K K K K K K K K K K K K K K K K K K K K١ ١ J١א K K K K K K K K K K K K K K K K K K K K K K K١ ١ J١ J١ א K K K K K K K K K K K K K K K K K K K٢

١ J١ J٢אאא ٢

١ J١ J٣אאא ٤ ١ J١ J٤אאאא٥ ١ J٢אאא ٥

١ J٢ J١אאאאאא K K K K K K K٧

١ J٣ א K K K K K K K K K K K K K K K K K K K K K K K K ٨

١ J٤א K K K K K K K K K K K K K K K K K K K K K K K K١٠

١ J٥אאא K K K K K K K K K K K K K K K K K K K K١١

١ J٥ J١אאא ١٢

١ J٥ J١ J١אאאאאא K K K K K K١٣

١ J٥ J٢אאאאFאE K K K K K K١٥

١ J٥ J٢ J١ אאא K K K K K K K K K K K K K١٧

١ J٥ J٣אאאאאא ١٩

١ J٥ J٣ J١אאאאאאאא K K K٢٠

١ J٥ J٣ J٢אאאאאאאאא K٢١

K K K K K K K K K K K K K K K K K K K K K K K K K K K٢٢

Page 169: إلكترونيات القوى نظري

٢٦١ א א א

א

אאWאאאא K K K K K K K K K K K K K K K٢٣

אא K K K K K K K K K K K K K K K K K K K K K K K K K K٢٣ K K K K K K K K K K K K K K K K K K K K K K K K K K K٢٣ ٢ J١אאאא K K K K K K K K K K٢٣ ٢ J٢ אאאא K K K K K K K K K K K٢٥

٢ J٣אאאא ٢٦

٢ J٤אא ٢٦

٢ J٥א ٢٧

٢ J٥ J١אאא K K K K K K K K K K K K K K K K K٢٧

٢ J٥ J٢ אא K K K K K K K K K K K K K K K K K K٢٨

٢ J٥ J٣אאא K K K K K K K K K K K K K K K K٢٨

٢ J٥ J٤אא K K K K K K K K K K K K K K K K K K K K٢٨

٢ J٦אא ٢٨

٢ J٦ J١אאא K K K K K K K K K K K K K K K K٢٩

٢ J٦ J٢אאא K K K K K K K K K K K K K K K K٢٩

٢ J٦ J٣ אא K K K K K K K K K K K K K K K K K٣٠

٢ J٧א ٣١

٢ J٧ J١א K K K K K K K K K K K K K K K K٣١

٢ J٧ J٢אאא K K K K K K K K K K K K٣٢

K K K K K K K K K K K K K K K K K K K K K K K K K K K٣٤

אאWאאא K K K K K K K K K K K K K K K K K K K K٣٥ אא K K K K K K K K K K K K K K K K K K K K K K K K K K٣٥ K K K K K K K K K K K K K K K K K K K K K K K K K K K٣٥ ٣ J١אאאFאאאE K K K K K K٣٥ ٣ J٢אאאאאא K K K K K K K٣٦

٣ J٢ J١אאא ٣٨ ٣ J٢ J٢אאא ٣٩

Page 170: إلكترونيات القوى نظري

٢٦١ א א א

א

٣ J٢ J٣אא ٣٩ ٣ J٣אאאאאא K K K K K K K٤٤

٣ J٣ J١אא ٤٤ ٣ J٣ J٢אאא ٤٦ ٣ J٣ J٣ ٤٦ ٣ J٤אאאאאאאא K K٤٧

٣ J٤ J١אא ٤٨ ٣ J٤ J٢אאא ٤٩ ٣ J٥אאאאא K K K K K K K K K٥٠

٣ J٥ J١אא ٥٠ ٣ J٥ J١ J١אאאאא K K K K K K K K K K K٥١ ٣ J٥ J١ J٢אא K K K K K K K K K K K K K K K K K٥١ ٣ J٥ J١ J٣אאא K K K K K K K K K K K K٥٣ ٣ J٥ J١ J٤אאא K K K K K K K K K K K K K٥٣ ٣ J٥ J١ J٥אא’R-L‘ K K K K K K K K K K K K K K K٥٥ ٣ J٥ J١ J٦ אא K K K K K K K K K K K K K K K٥٥ ٣ J٥ J١ J٧אאא K K K K K K K K K K K K٥٨ ٣ J٥ J١ J٨אאאVAK K K K K K K K K K K K٥٩

٣ J٥ J٢אאאא ٦١ ٣ J٥ J٢ J١ אא K K K K K K K K K K K K K K K٦١ ٣ J٥ J٢ J٢אאא K K K K K K K K K K K K٦٣ ٣ J٥ J٢ J٣אאאאא K K K K K K K K K K K K٦٣ ٣ J٦אאאאאאא'R-L' K K٦٥

٣ J٦ J١אאאאא ٦٥ ٣ J٦ J٢אאא ٦٨ ٣ J٤אאאא٧١ ٣ J٤ J١٧١

Page 171: إلكترونيات القوى نظري

٢٦١ א א א

א

٣ J٤ J٢אאאא٧٢ ٣ J٤ J٢ J١אאאאא

א٧٢ ٣ J٤ J٢ J٢אאאאא

א٧٧ K K K K K K K K K K K K K K K K K K K K K K K K٩٢

אאאWאא K K K K K K K K K K K K K K K K K K K٩٦ אא K K K K K K K K K K K K K K K K K K K K K K K K K K٩٦ K K K K K K K K K K K K K K K K K K K K K K K K K K K٩٦ ٤ J١אאא K K K K K K K K K K K K K K K K K٩٧ ٤ J٢א K K K K K K K K K K K K K K K K K K K K K K٩٨ ٤ J٣אאאאR K K K K K K K٩٩

٤ J٣ J١אאאא ١٠٠ ٤ J٣ J٢אאאא ١٠١ ٤ J٣ J٣אא ١٠١ ٤ J٣ J٤אאא ١٠٢ ٤ J٤אאא K K K K K K K K K K K K K K K ١٠٥

٤ J٤ J١אא ١٠٥ ٤ J٤ J٢אא ١٠٦ ٤ J٤ J٣אא ١٠٨ ٤ J٤ J٤אא ١١١ K K K K K K K K K K K K K K K K K K K K K K K ١٢٠

אאWאא K K K K K K K K K K K K K K K K K K K K K ١٢٢

אא K K K K K K K K K K K K K K K K K K K K K K K K K ١٢٢ K K K K K K K K K K K K K K K K K K K K K K K K K K ١٢٢

٥ J١אאא ١٢٣

Page 172: إلكترونيات القوى نظري

٢٦١ א א א

א

٥ J٢אא K K K K K K K K K K K K K K K K K K ١٢٤ ٥ J٣א K K K K K K K K K K K K K K K K K K K ١٢٦

٥ J٣ J١אאא ١٢٦ ٥ J٣ J١ J١אא K K K K K K K K K K K K K K K K K ١٢٧ ٥ J٣ J١ J٢אא K K K K K K K K K K K K K K K K K ١٢٨

٥ J٣ J٢אאא ١٣١ ٥ J٣ J٢ J١אאR K K K K K K K K K K K K K K K K ١٣١ ٥ J٣ J٢ J٢אא'R-L' K K K K K K K K K K K K K K K ١٣٥ ٥ J٤אא K K K K K K K K K K K K K K ١٣٩

٥ J٤ J١א ١٤٠ ٥ J٤ J١ J١א K K K K K K K K K K K K K K ١٤٠ ٥ J٤ J١ J٢א K K K K K K K K K K K K K ١٤١ ٥ J٤ J١ J٣א K K K K K K K K K K K K K K ١٤٢ ٥ J٥א K K K K K K K K K K K K K K K K K K K ١٤٤

٥ J٥ J١אאא ١٤٤ K K K K K K K K K K K K K K K K K K K K K K K ١٤٦

אאWאאDCAC K K K K K K K K K K K K ١٤٧

אא K K K K K K K K K K K K K K K K K K K K K K K K K ١٤٧ K K K K K K K K K K K K K K K K K K K K K K K K K K ١٤٧ ٦ J١אאאאאאא אאאא K K K K K K K K K K K K K K K K K K K K K K ١٤٨ ٦ J٢אאאאאא K K K ١١٤

K K K K K K K K K K K K K K K K K K K K K K K ١٥٣

א K K K K K K K K K K K K K K K K K K K K K K K K K K K ١٥٦ אא K K K K K K K K K K K K K K K K K K K K K K K K K K K ١٥٧

Page 173: إلكترونيات القوى نظري