إلكترونيات القوى نظري

147
א א ٢٠ ٢٠٨

Upload: mohammed-enab

Post on 15-Feb-2017

120 views

Category:

Documents


1 download

TRANSCRIPT

Page 1: إلكترونيات القوى  نظري

אא

٢٠٢٠٨٨

Page 2: إلكترونيات القوى  نظري

٢٠٨ 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 ? ? ?Kאאאאאאאא

אאאאאאא،א،אאאא

אאאאאK א אא א؛אK

אאאא

Page 3: إلكترونيات القوى  نظري

٢٠٨ א

א

אאאא

אאאאאאאK אאאאאא

אאאאאאאאאאאאK

אאאאאאאאאאאאאK

אאאאאאאאאאאאאאאאאK

אאאאאאאאאאאאא

אאKאאאאאאאאאאאא

אאאאאK א٥אW

אאW אאאאאאאא

אאאאאאאאאאאאאאאאאא

אKאאאאאאאאאאK

אאW אאאאKאאאאא

אKאאאאK

Page 4: إلكترونيات القوى  نظري

٢٠٨ א

א

אאאאאאאאאאK

אאW אאאאאאאאאK

אאאאאאאKאאאאאאאאאK

אאאW אאאאאאאאא

אאאKאאאאאא)(UPSאאK

אאW אאאאאאאא

אאאאאאK

Page 5: إلكترونيات القوى  نظري

אאאאאאאא

אא

א

א

א

א

١

Page 6: إلكترونيات القوى  نظري

א٢٠٨ א א

אאא א

- ١ -

אאWאאאאאאK

אאWאאאאאאאW

• אאK • אאאאK • אאK • אאאאK • אאאK

אאW٩

אאW

• א • אPower Point

אאWאאאא J٢K

Page 7: إلكترونيات القوى  نظري

א٢٠٨ א א

אאא א

- ٢ -

١ J١W אאאW

o אאPower Diode o אThyristor o אאאBJT o אאאאאFאEMOSFET o אאאאאאIGBT

אאאWאאאאאKאאא

אאאאאאאK

١ J٢אאPower DiodesW אאWאאאאא

אאאאאאאאאאא

אאאאK

אאאאאאאFPEאאFNEKאF١ J١E

אאאאאאאKאאאאFAnodeEאאאא

FCathodeKE

Page 8: إلكترونيات القوى  نظري

א٢٠٨ א א

אאא א

- ٣ -

אF١ J١Eאא

אאאאאאאאאאאא

אאאKאאאאאאאאאאאאא

אאKאאאאאאאאאאK

• אאאא

אאאאאאאאאאאאאאאKF١ J٢Eאא

א(Si)KאאאאאאאאאאFאE

אאא.(Breakdown voltage) VBRK

אאאאF١ J٢Eאאאאאאאאאאאאא،

אאאאאא0.7Vאאאא0.3VאאאאKאאאאאא

אאK

Page 9: إلكترونيات القوى  نظري

א٢٠٨ א א

אאא א

- ٤ -

F١ J٢Eאאא

אאאאאאאא

אאאאאאא،אאVBRאאאאאא

א(data sheet)אאאK F١ J٢Eאאאאאא

אאאאאא،אאאאאאאא

אאK

١ J٣ אThyristorW אאאאsemiconductors

١٩٥٧General ElectricsאאאאKאSilicon Controlled Rectifier

(SCR)Kאאאאא

Page 10: إلكترونيات القوى  نظري

א٢٠٨ א א

אאא א

- ٥ -

אאKאאאאאאאאON stateK

١ J٣ J١אאאW

אאאFאEאאאKא

אאאAnode (A) ،אא Cathode (K)אאGate (G)Kאאאאא٢K

אאאאאאאאKאאאאאא(SCR)אא

FEאאאאאKאאאאאF١ J٣Eאאאא

אאK

١ JאFEאFEא

Page 11: إلكترونيات القوى  نظري

א٢٠٨ א א

אאא א

- ٦ -

٢ Jאאא(GTO)

٣ Jאאlight activated SCR (LASER)

אF١ J٣Eאאא

אאאאאאאאאאאאאאא

،אאאאאאאאKאאאאאK

١ J٣ J١ J١ אאא(SCR)W אאאאאSilicon Controlled Rectifier (SCR)K

אאאאאאאKאאאאאאא

אON stateK אאאאאW

Page 12: إلكترونيات القوى  نظري

א٢٠٨ א א

אאא א

- ٧ -

JאאK JאאאK JאאאK

אאאאאא

אאאאאאKאאאאאא

אאאK אאאאאאFאאאEאאאK

אאאאאאK

• אאאFאאאWE

WאאForward biased stateאאאReverse biased stateKאאאא

אKאאFאEאאK אאאאאא

אKאאאא،אJ1J3אאJ2אאJ2

אאאאא،אא(Forward leakage current)،אאא

(Forward off state)F0אAאF١ J٤KEE אאא

אא(Forward breakdown voltage)VFBא،J2،

Page 13: إلكترونيات القوى  نظري

א٢٠٨ א א

אאא א

- ٨ -

אאאאאאKאא(On state)Fא BCאF١ J٤KEE

אאאאJ2אאאאאJ2אא

א אאאאאאא،א

אאאאאF١ J٤E،אאאא

(off state)א(on state)אאKאאאאאא،

אאאK

אאאאאא،אאא(Holding voltage) VH،

אIH(Holding current)K אאאא

אJ2אאJ1J3אאJ1J3אאאאאא

א (Reverse leakage current)אאFא0DאF١ J٤KEE

אאאאVRB(Reverse

breakdown voltage)אFאDEאF١ J٤KEE

Page 14: إلكترونيات القوى  نظري

א٢٠٨ א א

אאא א

- ٩ -

F١ J٤Eאאא

١ J٣ J١ J٢אא Gate Turn-Off Thyristor (GTO)

אאאאאאאאGTOאאאאאאא

א(UPS)אאאאאאאאK

אאאאFEאאאאאא

אאFאאKE אאאאאא

אאאאאKאאאאאאאא

אאאאא(SCR)Kאא

Page 15: إلكترونيات القوى  نظري

א٢٠٨ א א

אאא א

- ١٠ -

אאא(VAK)אאK

F١ J٥Eאאאאאאאאאאאאאא(A)א(K)

אא(G)F١ J٥EאאאאF١ J٥EאאאאאKאאאא

)(VAא(VK)אאאאILFאKKEאאאאאK

FFEE

אF١ J٥EאאFEאFEאאא

١ J٤אTriacW אאאא

אאאאאאאאאF١ J٦KE

Page 16: إلكترونيات القوى  نظري

א٢٠٨ א א

אאא א

- ١١ -

אאאאאKאאאW

• אT1אT2אT1T2אאאGאT1K

• אT2אT1אT2T1אאאGאT1K

אF١ J٦EאFEאFEאFEאאא

אאKאאאאא

אאאאאאאאK

Page 17: إلكترونيات القوى  نظري

א٢٠٨ א א

אאא א

- ١٢ -

• אאא אאאא

אאאאאאF١ J٧KE

אF١ J٧Eאא

١ J٥אMethods of triggering a thyristorW אאאאאאאאא

אאאאאKאאאא،א

אאאאאאK

١ J٥ J١אאאThermal and light triggeringW אאא

אאאאKאאאKאאא

V

IG0=0

I

VB

IH

IG1>IG0

IG2>IG1

O

-VB

Page 18: إلكترونيات القوى  نظري

א٢٠٨ א א

אאא א

- ١٣ -

אאאLight Activated Silicon Controlled Rectifier

(LASCR)K

١ J٥ J٢אאHigh voltage triggeringW אאאא

אאאאאאKאאאK

١ J٥ J٣אאאdtdv triggering W

אאאאאאKאאאאאאאאאאK

אאאאא،dtdvא

א٢٠٢٠٠אאאK

١ J٥ J٤אאGate triggeringW אאFאאאאE

אאאא1050אאאK

אאאאW JאאאאK

JאK JאאאאאאK

Page 19: إلكترونيات القوى  نظري

א٢٠٨ א א

אאא א

- ١٤ -

١ J٦אThyristor protectionW אאאאאאKאאאא

אאאאאאאאKאF١ J٨EאאאאאאW

• אאאאfast acting fuseאאאKאאאאא،א

אאK • אאאאאאאאאSnubber

circuitאאאKאאאאK

• אאאאאאאאאאK • אאאאאאheat sinkK

אF١ J٨Eאא

١ J٧אאW אאאאא

אאאKאאאאאאאא

א،אאאאאK אאאאאW

Page 20: إلكترونيات القوى  نظري

א٢٠٨ א א

אאא א

- ١٥ -

JאאאBJTK JאאאאאMOSFETK

JאאאאאאIGBTK

١ J٧ J١אאBipolar Junction Transistor)E

אאאאאאp-nאF١ J٩KEאFEmitterEאFBaseE

אFCollectorEאאא،npnpnpאF١ J٩EאאאאאאKאpnאא

אא JאFBase-Emitter JunctionEאאאאא JאFBase-Collector JunctionE

F١ J٩Eאא،E،C،אB KF١ J١٠Eאאאאאאא npn

אpnpK

FE

F١J٩EאאאאK

(Base)

א B B

C (Collector) א

E (Emitter) א E

C

n

p

n

n

p

p

א Jא Base-Emitter

junction

א Jא Base-Collector

junction

FE

Metalized contacts

Collector المجمع Baseא

א Emitter

Substrate طبقة أساس

أOxide

Page 21: إلكترونيات القوى  نظري

א٢٠٨ א א

אאא א

- ١٦ -

• אאא אאICאאאVCBאIBK

• אאאאF١ J١١EאK

• אאאאאאFCutoff regionEאאאאF١ J١١EK

F١ J١١EאאאאK

B

E

C

pnp

B

E

C

npn

F١J١٠EאאאאאאK

IB5

IB4

IB3

IB2 IB1

IB = 0.0

0 א(Cutoff region) VCE

IC

Page 22: إلكترونيات القوى  نظري

א٢٠٨ א א

אאא א

- ١٧ -

١ J٧ J٢אאאאא Semiconductor Field Effect Transistor (MOSFET) Metal Oxide

אאאאא(MOSFET)אאאאאransistor)Tffect Eield Fate Gnsulated I(

IGFETKאאאאBJTאאאאאאאא

(1010Ω - 1015Ω)אאאאאK

אאאא (Substrate)אאאא J nFא J (Pא Jp Fא J (nא

אאאא(Source)א(Drain)אא(SiO2)Kא

אאא.(Gate) אאF١ J١٢KE

אF١ J١٣EאאאMOSFETא Jnאאאאא JpאאאK

א (Silicon dioxide)

SiO2

(metal)

אא (Gate)

G א (Drain)

א(Source)

אא JP p-substrate)E

n+ n+

S D

אא (Gate)

G א

(Drain) א

(Source)

אא Jn n-substrate)E

p+ p+

S D

F١ J١٢EאאאMOSFET FEאJpFEא Jn

FEFE

Page 23: إلكترونيات القوى  نظري

א٢٠٨ א א

אאא א

- ١٨ -

F١ J١٣Eאאאאאn- channel

• אאMOSFET F١ J١٤EאאאאMOSFETא JnKF١ J١٤Eא،אאאא

VGSאIDVDSKF١ J١٤EאאIDאFEאאא

אאאאאאאא،אא،אאאאא

אK אאאF١ J١٤Eאא Jp

אאאK

Page 24: إلكترونيات القوى  نظري

א٢٠٨ א א

אאא א

- ١٩ -

١ J٧ J٣אאאאא

(Insulated Gate Bipolar Transistor-IGBT) אאאאאא IGBTs אא

אאאאאאאאאאא

אKאאאאאאאאא

אאאאאאאCM1000HA1400V1000AK

אאאאאאאאאאאKאאאאאאאאאאK

אאאאאאאאאאא

10VK

FE FE

VGS = 2 V

א (Saturation region)

אא (Ohmic region)

ID, mA

VDS, V

6.0

5.5

5.0

4.5

4.0 3.5 3 0

0 1 2 3 4 5 6

300

250

200

150

100

50 0 0

0

VT

ID, mA

300

250

200

150

100

50 0 1 2 3 4 5 6 0 VGS, V

F١ J١٤EאאMOSFETא Jn FEאאא(Drain or Output characteristics)

FEאא(Transfer characteristic)

Page 25: إلكترونيات القوى  نظري

א٢٠٨ א א

אאא א

- ٢٠ -

F١ J١٥EאאאאאאאNאאאKאאאאאא

(C) א(E)אאGאאאאאאאאא(C)א(E)

אאאאאאFאEאאאאאאאאאאאK

אF١ J١٥Eאאאאאאאא

• אאאאאאאא אא(IC)אאאVCEאא

אאאאאF١ J١٦Eאאאאאאאא(VG)אאא

אאאאאאאאאאאVCEאא

אאאאאאאאאאאאאאאIC

אאאאאא

Page 26: إلكترونيات القوى  نظري

א٢٠٨ א א

אאא א

- ٢١ -

אאאVCE אאאאK

אF١ J١٦Eאאאאאאא

Page 27: إلكترونيات القوى  نظري

א٢٠٨ א א

אאא א

- ٢٢ -

١ J٨W ١ J؟ ١א ١ J؟ ٢אאא ١ J٣ אאא؟ ١ J٤ אא؟א ١ J٥ אא؟א ١ J؟ ٦אא ١ J٧ אאאאאא ١ J؟ ٨א ١ J٩ אאאא ١ J١٠ א؟ ١ J١١ אאאK ١ J١٢ אאאאK ١ J١٣ א؟אאאאא ١ J١٤ אאאאאאאאK ١ J١٥ אאאאאK ١ J١٦ אאאאאאאאאK ١ J١٧ אאאאאאאאאK ١ J١٨ אאאא؟אא

Page 28: إلكترونيات القوى  نظري

אאאא

אא

אא

٢

Page 29: إلكترونيات القوى  نظري

א٢٠٨ א א

אא א

- ٢٣ -

אאWאאאאK

אאWאאאאאאאW • אאאאאאK • אא

אאאא • אאא

אאאא • אאאאאאאא

אא

אאW٩

אאW

• א • אPower Point

אאWאאאא J٢K

Page 30: إلكترونيات القوى  نظري

א٢٠٨ א א

אא א

- ٢٤ -

٢ J١ אאא،אאאאא

אאאאאאאאאאאאאאאK

אאאאא،אאאאאא،

K אאאאאאאא

אאאאKKאאאאאאאא(R)(R-L)אאאאאא

VmKאאאאאאאאאאאאאאK

٢ J٢אאא

אאאאאאאאאאאאא،אא

אאאאאאאאKא

אאאאאאאאאאאאאאK

אאאאאאאאאאאאא

אאאאאאאא

אK

Page 31: إلكترونيات القوى  نظري

א٢٠٨ א א

אא א

- ٢٥ -

٢ J٣אאא

٢ J٣ J١אא The Half-Wave Rectifier אאאאK

F٢ J١Eא،אאאאא (ac voltage source)אאא(load) K

אאאאאאאKאא(ideal diode)אאאאאאא،

אאאF٢ J١KE אאאאאא

،אאאF٢ J٢KEF٢ J٢EאאאK

Page 32: إلكترونيات القوى  نظري

א٢٠٨ א א

אא א

- ٢٦ -

Vi RL

JאK

Vo

0 t0 t1 t2

JאאאK ) ٢J١Eאא K

אאאאK

Vo

0 t0 t1 t2

I = 0 A

+

+

Vi

0 t0 t1 t2 RL t2

I

+

+Vi

0 t0 t1 t2

RL Vo

0 t0 t1 t2

JאאאאK

Page 33: إلكترونيات القوى  نظري

א٢٠٨ א א

אא א

- ٢٧ -

אאאאאאאאא(dc voltmeter)، אאא

2π،F٢ J٢KEאא(peak value)אVm אא(average value)אאVaveאW

πVmVave = F٢ J١E

٢ J١W Vm=50 VKא(Vave)אא

אW

V9.1514.3

50===

πVmVave

٢ J٣ J٢אאאאFאEFull-Wave Rectifiers

אאאאאאאאאאאאא،אא

אאאאאאאאאאא،

אאא،אאאF٢ J٣KE

F٢J٢EאאאאK

0

Vave

Vm

Area

Page 34: إلكترونيات القوى  نظري

א٢٠٨ א א

אא א

- ٢٨ -

אאאאא،אאאאאא

אאא(Vave)אאאאאאW

2

π

mave

VV = F٢ J٢E

אאאאF٢ J٤KEאאאאאD1 , D2אאא

D3,D4אא،אאאאD1 ,D2אאF٢ J٤KE

אאאאאD1,D2אאאD3,D4אא،אאאD3 ,D4

אאF٢ J٤KE

Vo

0 t0 t1 t2

I+

D4

D3

RL

D1

D2 + Vo

-

t0 t1 t2 0

V

JאאאאK

0V Vin Vout 0V موحد

F٢J٣EK

Page 35: إلكترونيات القوى  نظري

א٢٠٨ א א

אא א

- ٢٩ -

F٢ J٤ Eא אאא אאאאאאאK

אD2 ),D1D4 ,D3 (אאאאא،אW

Bo VVV 22 −= F٢ J٣E

WVB = 0.7Vאאא VB = 0אאאK

٢ J٤אאאא

٢ J٤ J١אאאא Single-Phase Half-Wave Controlled Rectifiers with a resistive load

אF٢ J٥Eא.Rאאאאאא

אאאאאאאאFtoEאF٢ J٥EKאאאFRE

JאאאאK F ٢J٤EאאK

I

+D4

D3

RL

D1

D2 + Vo

-

t0 t1 t2 0

V Vo

0 t0 t1 t2

Page 36: إلكترونيات القوى  نظري

א٢٠٨ א א

אא א

- ٣٠ -

אאFtoEאFVoEאאאאK

א'R'FπZωtEאאאאאאא'R'

אאEFKאאאאאאאא2πt = to+אF٢ J٦Eאאא

FאE'vo'א'io'אאא'vT'אאאאאW

⎪⎩

⎪⎨

<<<<

<<=

ωππωπω

/2/,0/,sin

0,0

0

0

0

twtttV

ttV m F٢ J٤E

אא0toאאאאאאאאאאtoאאωtoאאαא

אωtoπאאγK

אF٢ J٥Eא'R'K

Page 37: إلكترونيات القوى  نظري

א٢٠٨ א א

אא א

- ٣١ -

אF٢ J٦EאאK

אאאאאF٢ J٥EW

)cos1.(2)(

απ

+= VV mavgo

)٥-٢(

Vmאאאאא،αאאKאאאאW

RVI avg

avgo)(0

)( = F٢ J٦E

אאאאאאאאF٢ J

٢٠EW

)2

2sin1(.2)( π

απα

+−= VV mrmso

)٧-٢(

אאאאאאW

)2

2sin1(.2)( π

απα

+−= II mrmso F٢ J٨E

אאאאאאאFαEאאFαEאאאFαEאK

Page 38: إلكترونيات القوى  نظري

א٢٠٨ א א

אא א

- ٣٢ -

אא(Vdo)אF0ZαEאF٢ J٥EVdoW

πVV m

do= F٢ J٩E

אאאVoאאאאאאא

אאאK אא'pf'אאא'P'א

אאא'S'אW

SPPF = F٢ J١٠E

אאאאW

VI

s

rms RPF = F٢ J١١E

٢ J٢W

אא150 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 J אא'γ'K J אא'PF'K

אW J אאא'Vm'

21221502 ===VV sm V

J אאא‘Im’

Page 39: إلكترونيات القوى  نظري

א٢٠٨ א א

אא א

- ٣٣ -

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' 109210.45.10 22 === RIP rmsL W

J אא'γ''R' oooo 15030180180 =−=−= αγ

J אא'PF'

)2

2sin1.(21

πα

πα

+−=PFQ

7.0)2

60sin180

.301.(21

=+−=∴π

ππ

PF Lag.

٢ J٤ J٢אאאא Single-Phase Half-Wave Controlled Rectifiers with an Inductive Load 'R-L'

אF٢ J٧Eא‘R-L’אF٢ J٨Eאא'vs'א'vo'

א'io'אאאא'vT'K

Page 40: إلكترونيات القوى  نظري

א٢٠٨ א א

אא א

- ٣٤ -

אF٢ J٧Eא'R-L'K

אאF٢ J٨EKאאא'Vs'FEא’α’

אאאאאאאא'β'אאא

(Extinction angle)Kאאאא180oאאאאאא

אאאאאאאאאאאאא

אאא'β'א180oKאאאאאאπ < ωt < βKאאאא'vT'

אאα < ωt <β אF٢ J٢٣EKאאאא

'R'אאK

Page 41: إلكترونيات القوى  نظري

א٢٠٨ א א

אא א

- ٣٥ -

אF٢ J٨Eאא

אאאאאאאאF٢ J٨EW

)cos.(cos2)( βαπ

−= VV mavgo F٢ J١٢E

אאאאW

)cos.(cos2

)()( βα

π−==

RRVVI mavgo

avgo F٢ J١٣E

אא' β'אאW φβα

φααβ tan)

().sin()sin(

−=− e

Page 42: إلكترونيات القوى  نظري

א٢٠٨ א א

אא א

- ٣٦ -

W αאא Φאאאא⎟⎟

⎞⎜⎜⎝

⎛⎟⎠⎞

⎜⎝⎛=Φ −

RLω1tanK

אאW • אא'α'Wאאאאאאא

אאאאאK • אא'β'Wאאאאאאאא

אאK • אא'γ'Wאאאאא

אK

٢ J٤ J٣אא

Single Phase Full-Wave Controlled Rectifiers

٢ J٤ J٣ J١אאResistive Load אF٢ J١٠Eאא،א

אא‘Vs‘ ’R‘.אא٤אK

אF٢ J١٠Eאא 'R'K

Page 43: إلكترونيات القوى  نظري

א٢٠٨ א א

אא א

- ٣٧ -

• אאW אאאF٢ J١٠Eאאא

F٢ J١١KEאT1אT4א’α‘אאאא’0 ≤ ωt ≤ π‘אא

אאT1,T4אאאא

אאאאאאאאvsאT1אא’R‘אT4א’Vo‘אאא

א’R‘אFאאEאאK אאאאאאT2,T3

אאאאא+ παאאאאאאאאא T2אא’R‘ אT3

אאאאT4,T1אאT2,T3 180oאאאאאאאאאT1אT4 אT2

אT3 אא’vAK‘אאאאא’is‘

אאא’io‘אאאאאKאπא

אאאK

• אאאW אאאאאאF٢ J١٠Eא

אאאאKאאאאאW

)cos1.()(

απ

+= VV mavgo

F٢ J١٤E

Page 44: إلكترونيات القوى  نظري

א٢٠٨ א א

אא א

- ٣٨ -

אאאאאW

)cos1.()()( α

π+==

RRVVI mavgo

avgo F٢ J١٥E

WVm Vsאאאאאא

אF٢ J١١Eאאאא

'R'K

• אאאW אאאאאאאא

F٢ J١٠EW

)2

2sin1(.2)( π

απα

+−= VV mrmso F٢ J١٦E

אאאאאאW

)2

2sin1(.2)( π

απα

+−= II mrmso F٢ J١٧E

Page 45: إلكترونيات القوى  نظري

א٢٠٨ א א

אא א

- ٣٩ -

٢ J٣W א

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 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 218210.77.14 22 === RIP ormsL W

J אאאאא ’Io(rms)‘ אאא’Is‘

VI

IVI

s

orms

ormss

orms RRPF ==

2

Page 46: إلكترونيات القوى  نظري

א٢٠٨ א א

אא א

- ٤٠ -

98.0150

)10.(77.14==∴ PF Lag.

٢ J٤ J٣ J٢אא’R-L‘ אF٢ J١٢Eאאאא

(R-L) K

אF٢ J١٢Eאא 'R-L'K

• אאW אאאT1,T4

אאאא ωt = αאאT2,T3אאאאא ωt = α + πאF٢ J١٣Eאאאאאא

KאאαאT1,T4אאאאאא ’vs‘אT1 אאאT4אאאאא ωt = π

אא אאאאאRאאאvo

אvsאאאאא אא’β‘אT1, T4א

אא’vo‘אא π < ωt <βאאאאאא’L‘א

Page 47: إلكترونيات القوى  نظري

א٢٠٨ א א

אא א

- ٤١ -

אKאF٢ J١٣EאT2, T3אאωt = π + αאאא

אאאאאא ’Vs‘אT2אאא

T3אאאאאωt = π + βאאא

אאא’ωL‘אאאאאאאאאאאאאאאK

F٢ J١٣E،F٢ J١٤EאאאאKאF٢ J١٣Eאא

180oאאא’is‘360oאF٢ J١٤Eאא’β‘

π + αאאאאאאאאא

K

אF٢ J١٣Eאאאא

'R-L'K

Page 48: إلكترونيات القوى  نظري

א٢٠٨ א א

אא א

- ٤٢ -

אF٢ J١٤Eאאאא

אK

• אאאW אאאאאאאא

F٢ J١٢EאאW

)cos.(cos)(

βαπ

−= VV mavgo

F٢ J١٨E

אאאI avgo )(Vo(avg)/R אאאאאאאא

F٢ J١٢EאאאאFאאאEאאW

απ

cos.2)( VV mavgo = F٢ J١٩E

אאאI avgo )(Vo(avg)/R אאאאאאא

אF٢ J١٢EאאאFאאאEW

)cos.(cos)( βαπ

−=R

VI mavgo F٢ J٢٠E

Page 49: إلكترونيات القوى  نظري

א٢٠٨ א א

אא א

- ٤٣ -

אאאאאאאאF٢ J١٢EאאאFאאאEW

απ

cos.2)( VI mavgo R= F٢ J٢١E

אF٢ J٣٤Eאאאאא 0 90oאא

(rectifier)אא 90o 180oאאK

٢ J١٣W

א א120V 60 HzאאאאωL >> R’‘א.10 Ω אאא30o،W

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 אאאאאא

Page 50: إلكترونيات القوى  نظري

א٢٠٨ א א

אא א

- ٤٤ -

אW 4.9)( == II avgom A

J אאאאאאW 4.9)( == II avgoorms A

J ’180o‘אאאאא

7.424.9

21

)( === II avgooTh A

J אאא 3.88310.4.9 22 === RIP ormsL W

J אאאאאאאאאW

78.012094

2

====V

IIV

Is

orms

ormss

orms RRPF Lag.

٢ J٥אאאא

אאאאאא0.6366 Vmאאא

אאאאKאאאWאאKאאאא

אK

٢ J٥ J١אאאW אF٢ J١٥Eאא،אאאאאאKאאאאאאא

אKאאDaאπ/65π/6אaאא،אאDbאb

אא،אאDcאcאאK

Page 51: إلكترونيات القوى  نظري

א٢٠٨ א א

אא א

- ٤٥ -

אא120F2π/3KEאאאאאW

mV 233

π=dcV ( F٢ J٢٢

VmאאאK

אF٢ J١٥Eאא ٢ J٥ J٢אאאW אאאאאאא

אאKאKF٢ J١٦Eאאאא،אאאאא

אW D6D1, D5D6,, D4D5 , D3D4D1D2 , D2D3

Page 52: إلكترونيات القوى  نظري

א٢٠٨ א א

אא א

- ٤٦ -

אאאאאאאאאאאאאא

אאW

mV

33 π

=dcV ( F٢ J٢٣

אF٢ J١٦Eאא

٢ J٦אאאאThree phase controlled rectifiers אאאאאאאא

אאאאאאאא

Page 53: إلكترونيات القوى  نظري

א٢٠٨ א א

אא א

- ٤٧ -

אאאאאאאאאאKאאאאאאאאאאא

אאאאאאאאאאאאא

אאאאאאאK

אאאאאאאאאאאאאW

• אאK

• אאאאאK

• אאK

אאאאאאאאאאאאאאאK

אאאאאאאאאאאאאא

אאאאאאKאאאאאאא

W

• אאK • אאK

٢ J٦ J١א Three - phase half – wave controlled rectifier connected with a resistive load (R )

F٢ J١٧EאאRאאאאאאא

אFאEאא

Page 54: إلكترونيات القوى  نظري

א٢٠٨ א א

אא א

- ٤٨ -

אKאvoאioאאאאאאo30<αא

אoo 15030 ≤≤ αאאאאK

אF٢ J١٧EאאK

٢ J٦ J١ J١א

אאאאאF٢ J١٧Eאאא

אאα المدى واقعة في اإلشعالوتكون قيمة زاوية o30<α.אאWאאאאא

אאאאFE120°אKאTh1אt1 ωאTh2אωt

= 120o + ωt1Th3אωt = 240o + ωt1אאאאאKא Th1א

אאot 120+≤≤ αωαF٢ J١٨EאאאTh2אאoo t 240120 +≤≤+ αωα

אTh3oo t 360240 +≤≤+ αωαאאαאאא

Page 55: إلكترونيات القوى  نظري

א٢٠٨ א א

אא א

- ٤٩ -

°= 30tω)( 'tωאאא(ωt = 0) AאFEאTh1αאTh2א120o

אTh1אTh3א120oאTh2אאאא120o

אאאאKF٢ J١٨Eאvoאאא(iA, iB, iC) אioאTh1אαאאאא FאEא

120oאאא360oK אF٢ J١٩ETh1אα = 0א

א°= 30tω)( 'tωאאאאאא°≤≤° 15030 tωאA(vAN)

אאאאאTh1אאאאאאRאvANא אTh2Th3

אא KאTh2א א°≤≤° 270150 tω א אωt = 150o א

אאא120oאאאB(vBN)אאאTh2אאא

א א א R א vBN אאTh1Th3אאK

אTh3אא°≤≤° 390270 tωאאωt = 270oאאאC(vCN)אאאTh3

vCNאRאאאאאאאא Th1Th2 א

אKאא360oאTh1אאωt

= 390oK

Page 56: إلكترونيات القوى  نظري

א٢٠٨ א א

אא א

- ٥٠ -

אF٢ J١٨Eאvoאioאאא30° (α < 30°) אTh1 Fאא

vA E א Th2 Fא אvB Eא 120o Th3Fא אvC E 120o

אTh2אvoאiovo ،io F٢ J١٨EF٢ J١٩Eאאא

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

W

אF٢ J١٨Eאאאא

אאo30<αK

Page 57: إلكترونيات القوى  نظري

א٢٠٨ א א

אא א

- ٥١ -

אF٢ J١٩Eאא

א= 0αK

ααπ

cos827.0cos2

33)( mmavgo VVV == F٢ J٢٤E

ααπ

cos827.0cos2

33)()( R

VV

RRV

I mm

avgoavgo === F٢ J٢٥E

VmאאאאאK א א א אITh(avg) אVTh(m)F٢ J١٨WE

3)(

)(avgo

avgTh

II = F٢ J٢٦E

)()( 3 mLmmTh VVV == F٢ J٢٧E )(mLV א(line voltage)K

٢ J٥W

אא208 V (VL)60 Hzא10 ΩKאאא'α'20o،W

Page 58: إلكترونيات القوى  نظري

א٢٠٨ א א

אא א

- ٥٢ -

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

אW

VVV

VVV

phasem

Lphase

170120*22

1203

2083

===

===

JAR

VI m

m 1710

170===

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

JAR

VI avgo

avgo 2.1310132)(

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

JAI

I avgoavgTh 4.4

32.13

3)(

)( === JVVVVV LmLmmTh 294220823 )()( =====

٢ J٦ J١ J٢א

אאאא אא א

אאα المدىواقعة في اإلشعالوتكون قيمة زاوية°≤≤° 15030 α. F٢ J٢٠E א אאאא א

F٢ J٢٠ E אא W אTh1אαא°≤≤° 15030 αאאא

Page 59: إلكترونيات القوى  نظري

א٢٠٨ א א

אא א

- ٥٣ -

אVANאאRאאאot 150' =ωאאאאVoא א

°≤≤° 15030 αאVoא א א א א א א°+≤≤° 150180 αωt

)120150( ' oo t +≤≤ αω א אTh1 א אאTh1Th2Th3 אאTh2

א אot 150+= αω)120'( ot += αω א Th2 א Th2Th3 אאאTh2אאRאVBNאאא)270120( ' oo t ≤≤+ ωαאא

oo t 240270 ' +≤≤ αωאאאTh1Th2Th3 אאאאTh3

א אot 270+= αω)240'( ot += αωא Th3א Th2Th1 אאאTh3אאRאVCN

א א א )270240( ' oo t ≤≤+ ωαא אoo t 360390 ' +≤≤ αωאאאTh1

Th2 Th3 א א א א Th1K

io،Vo א אαא אאVo(avg)א א א)(avgoIא

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

23

)( ααπ mavgo VVmV F٢ J٢٨E

( )[ ]°++== 30cos1477.0)(

)( αR

VR

VI mavgo

avgo F٢ J٢٩E

אאאαא°≤≤° 180150 α

אאK

Page 60: إلكترونيات القوى  نظري

א٢٠٨ א א

אא א

- ٥٤ -

אF٢ J٢٠Eאאאאא

אא°≤≤° 15030 αK

٢ J٦ J٢אא Three - phase full– wave bridge - controlled rectifier connected with a resistive load (R)

אאאאאאאאאאאKF٢ J٢١Eאאא

RאאאאFאאEאאאKאאTh1Th3Th5א

Page 61: إلكترونيات القوى  نظري

א٢٠٨ א א

אא א

- ٥٥ -

אאאאאKאאTh2Th4Th6אאאאאאKא

אאאFEאאאאאא

60o360oKאFאאEאFאאEאא

א(vL)אאאאאvBCKאאאTh3 Th2אאאא

אאאא)(avgoVאא)(avgoIאאαK

אF٢ J٢١EאאאK

אאאאאאא

אאאאאאFאEאאא60oא

אאא

Page 62: إلكترونيات القوى  نظري

א٢٠٨ א א

אא א

- ٥٦ -

אKאאאאאאאאאאאK

F٢ J٢١Eאא1אאא2אאאα אאאF٢ J٢٢EאאαאאאVCN,VAN

אF٢ J٢٢Eאאאאא =0° α אאא F٢ J٢٢EW

אאאא0°א120°אאא Th1אאאאא

א VAN אאא1Aאא120°א 240° אTh3א

א1Bאא240° 360°אTh5אא1Cאאאא

v1NאאVANVBNVCNK

v12جهد الخرج 2جهد النقطة 1جهد النقطة الفترة 60o A B AB إلى 0oمن 120o A C AC إلى 60oمن 180o B C BC إلى 120oمن 240o B A BA إلى 180oمن 300o C A CA إلى 240oمن 360o C B CB إلى 300oمن

420o A B AB إلى 360oمن

F٢ J١E

אאאא2אTh4אאאא°180300°אTh42אA

אא300° حتى420° أو(60o) אTh6אא2B אא60o180oאTh2

Page 63: إلكترونيات القوى  نظري

א٢٠٨ א א

אא א

- ٥٧ -

אא2Cאאא(v2N) 2א VANVBNVCNK א(v12) voNN vv 21 −K

אF٢ J١EאאאK אF٢ J٢٢Eאאאא

אאאאFאEאfrא

אfKאאאאאאאא120o

240oKאאאאאABCאאאTh6, Th5, Th4, Th3, Th2, Th1אא

אK

אF٢ J٢٢Eאא

= 0oαK

Page 64: إلكترونيات القوى  نظري

א٢٠٨ א א

אא א

- ٥٨ -

אאF٢ J١EאאאאTh1(vTh1 = vA1)אא0o120o

vA1אTh1 אאא120o240ovA1 = vABא1Bאא240o360ovA1

= vACא1CKאF٢ J٢EאאאK

vTh1vTh3vTh5 vTh4 vTh6 vTh2 الفترة

60o 0 BA CA AB 0 CB إلى 0oمن 120o 0 BA CA AC BC 0 إلى 60oمن

180o AB 0 CB AC BC 0 إلى 120oمن

240o AB 0 CB 0 BA CA إلى 180oمن

300o AC BC 0 0 BA CA إلى 240oمن

360o Ac BC 0 AB 0 CB إلى 300oمن

F٢ J٢E

א F٢ J٢٣ E א אvTh1 א א אאאאאאא(VL(m))א

אאαאא(α =0o)F٢ J٢٣Eאאא0o120o

אאאאא אאאKאF٢ J٢٤EאאiAiBiCאאF٢ J٢٣EW

⎪⎩

⎪⎨

−=−=−=

25

63

41

iiiiiiiii

C

B

A

F٢ J٣٠E

Page 65: إلكترونيات القوى  نظري

א٢٠٨ א א

אא א

- ٥٩ -

אF٢ J٢٣EאאvTh1אאא

אא = 0oαK

th

Page 66: إلكترونيات القوى  نظري

א٢٠٨ א א

אא א

- ٦٠ -

אF٢ J٢٤Eאאאא

= 0oαK

אאאאאאאאאאאאאאא

oo 600 ≤≤α א א א אoo 12060 ≤<αK א א א

אאאoo 600 ≤≤αW

ααπ

cos654.1cos33)( mmavgo VVV == F٢ J٣١E

ααπ

cos654.1cos33)()( R

VV

RRV

I mm

avgoavgo === F٢ J٣٢E

Vmאאא(Vphase (m)). אאא

אאאoo 12060 ≤<αW

)]60cos(1[654.1)]60cos(1[33)(

om

omavgo VVV ++=++= αα

π F٢ J٣٣E

)]60cos(1[654.1)()(

omavgoavgo R

VR

VI ++== α F٢ J٣٤E

Page 67: إلكترونيات القوى  نظري

א٢٠٨ א א

אא א

- ٦١ -

٢ J٦W אאא

208 V (VL)60 Hzא10 ΩKאאא'α'Z20o،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

אW

אאאאאo20=αאאoo 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 AI

I avgoavgTh 8.8

34.26

3)(

)( === J VVVVV LmLmmTh 15.294220823 )()( =====

Page 68: إلكترونيات القوى  نظري

א٢٠٨ א א

אא א

- ٦٢ -

٢ J٧אאאאאW אאאאאאאK

אאUPSאאאאאK F٢ J٢٥EאאEKא

אא،אאאאVsאEKאאאα אאβ אאαאאβW

E sin =αmV אאאαאאאK

mVE1-sin =α

אאVsא،אאאאβאאאW

β=π- α

אאאא

sinmV

sv

R

EtR

ELi

−=

−=

ω for α< ωt< β

אiL אאא،אאאF

אEאאW ( ) 2cosm2V

2 1 EE

RdcI πααπ

−+=

Page 69: إلكترونيات القوى  نظري

א٢٠٨ א א

אא א

- ٦٣ -

FEאאאא אF٢ J٢٥Eא

FEא

Page 70: إلكترونيات القوى  نظري

א٢٠٨ א א

אא א

- ٦٤ -

٢ J٨W ٢ J١א؟אאא ٢ J٢אאאאאF٢ J٢٦Eא؟

٢ J٣אא'vo'א'io'א'is'א

א: J א'60°'K

J א'60°'K ٢ J٤אאא220V

60Hz50 ΩKאא'60°': J אאא J אאא J אאא J אאK

10V

-10V

Vi 0

5V

-5V

Vi 0

RL

47Ω Vo

RL

47Ω Vo

)(

FE

F٢ J٢٦E

Page 71: إلكترونيات القوى  نظري

א٢٠٨ א א

אא א

- ٦٥ -

٢ J٥אאאא220V60HzKאא

20א Ωאא'60°'KW J אא J J אאא

٢ J٦אא208 V (VL)60 Hzא10 ΩKא

אא'α'30o،W Jאאא'Im'K Jאאא'Vo(avg)'K Jאאא'Io(avg)'K

٢ J٧אא 208א V (VL)60 Hzא10 ΩKא

אא'α'60o،W Jאאא'Im'K Jאאא'Vo(avg)'K Jאאא'Io(avg)'K

٢ J٨F٢ J٢٥Eאא12100אאאא٥א120א2:1אW

Jאאא Jא Jאא Jא

Jאא JאאK

Page 72: إلكترونيات القوى  نظري

אאאאאא

אא

א

א

א

٣

Page 73: إلكترونيات القوى  نظري

אא ٢٠٨ א

אאא א

- ٦٦ -

אאWאאאאאK

אאWאאאאאאאW

• אאאאאאאאK • אאאאאאאK • אאאאאאא

אאK

אאW٦

אאW

• א • אPower Point

אאWאאאא J٢K

Page 74: إلكترونيات القوى  نظري

אא ٢٠٨ א

אאא א

- ٦٧ -

٣ J١W אאאKאא

אאאאאאאאKאאאאאאא

אאאאאאאאאאאאאאאאK

אאאאאאאK

٣ J٢אא אאאF٣ J١Eאא

אאאאאאאאאאאאאK

אאאאאאאאאKאאאKאאאאאאא

אK

F٣ J١Eאאאא

Page 75: إلكترونيات القوى  نظري

אא ٢٠٨ א

אאא א

- ٦٨ -

٣ J٣אאאאW אאאאאאאא

אאאKאW

٣ J٣ J١אאON-OFF ControlW אאאאאאא

אאF٣ J٢KEאא(contactors)K

אאאאTאNא(T-N)אאאא N T

W JTNK JNTK JT , NאאK

אאאد المتردد موجات الجهد لحاآم الجه) ٢-٣(شكل

Page 76: إلكترونيات القوى  نظري

אא ٢٠٨ א

אאא א

- ٦٩ -

אאT , NאאאאאKאאא

אW

⎟⎟⎠

⎞⎜⎜⎝

⎛== TN mP N T

power load maximumP ( ٣ J١ )

אאאאאPmن حيث إ

sIsVR

2sV

mP == ( ٣ J٢ )

אF٣ J١EאNTא

KאאPmZ١٠٠TZ٢٠Nאאא٥٪אאאאKא

אאאאאN TW

⎟⎟⎠

⎞⎜⎜⎝

⎛⎟⎟⎠

⎞⎜⎜⎝

⎛ == TN sIsV T

N mP P

⎟⎟⎠

⎞⎜⎜⎝

⎛= TN R2

sI

R2rmsI =

⎟⎠⎞

⎜⎝⎛=∴

TN sII orms ( ٣ J٣ )

⎟⎠⎞

⎜⎝⎛=∴

TN sVV orms ( ٣ J٤ )

W I אאא Rא

Page 77: إلكترونيات القوى  نظري

אא ٢٠٨ א

אאא א

- ٧٠ -

Vsא Isא

Iormsאאא VormsאאאאK

אאאאא

T NKאאאKאאאאאא

אא(φ)אאאאאאאW

⎟⎟⎠

⎞⎜⎜⎝

⎛⎟⎟⎠

⎞⎜⎜⎝

⎛ == TN ) cos sIs(V T

N mP P φ ( ٣ J٥ )

אאאאאאאא

אאאאאאאK

F٣ J١WE

10אאא127 60אא2575KאאW

J אאאא J אאא J אאא J א J א

Page 78: إلكترونيات القوى  نظري

אא ٢٠٨ א

אאא א

- ٧١ -

אW T=25+75=100

J אאאא

voltorms 5.6310025 * 127

TN sVV ==⎟

⎠⎞

⎜⎝⎛=

J אאאא

.35.610

63.5I AmpR

ormsVorms ===

J אאא

watt403.22510 2(6.35) 2IoP =Χ== Rorms

J א

5.025.010025

TN PF ===⎟

⎠⎞

⎜⎝⎛= (lag)

Amp. 17.9610

2127I ===RmV

m

٣ J٣ J٢אא(phase control)W

אאאאאאאאKאאאאא

אאאאאאKאאאאאאאT1T2

אF٣ J٣Eאא١٨٠אאאאVs K

אאאאאאאאאאאאאא

F٣ J٤KEאאאאKא

Page 79: إلكترونيات القوى  نظري

אא ٢٠٨ א

אאא א

- ٧٢ -

D1T1אאאD2T2אאאKאאאKאא

אאאאאאאאK

F٣ J٣Eאאאאא

אא

Page 80: إلكترونيات القوى  نظري

אא ٢٠٨ א

אאא א

- ٧٣ -

F٣ J٤Eאאאאאא ٣ J٤אאאW

(Single phase controller with inductive load) אאאאאאא

אאאKאF٣ J٥EאאKאא

אאאאאW

F٣ J٥Eאאאא

T1 T2

T2

T1

Page 81: إلكترونيات القوى  نظري

אא ٢٠٨ א

אאא א

- ٧٤ -

אאWאאαאאφ١٨٠ אאT1אαאאא

אאאאT1אאאאאאאאא

אאאT1אKאT1אאאאאT2 א

πHαאאאאאאאאF٣ J٦Eאאאאא

אאK

F٣ J٦Eאאאאא

Page 82: إلكترونيات القوى  نظري

אא ٢٠٨ א

אאא א

- ٧٥ -

אאWאאαאאφ אאאאא

אT1אαφHπאT2אφHπ φH2πאאאאאKא

אאאאF٣ J٧KE

F٣ J٧Eאאאא

Page 83: إلكترونيات القوى  نظري

אא ٢٠٨ א

אאא א

- ٧٦ -

٣ J٥אאאאאאאW אאאאאאKאא

אאאאאאאאאKאאאאאאא

אאאאאאאאא

אאאאאאא(switched-capacitors)K F٣ J٨Eאא

אאאKאאאאאאאאא

אאאאאα .אאאאאאאאאאאאאאאאאK

אF٣ J٨EאאאK

٣ J٥ J١ )TCIs (Thyristor-controlled inductors

F٢ J٩Eאאאאאא٢אא

Page 84: إلكترونيات القوى  نظري

אא ٢٠٨ א

אאא א

- ٧٧ -

אאאאF٣ J٩E אא

vsאא iL א,α=135°) ,α=120° (α=90° אאא 90° 180°90 أى أن°≤ α ≤ 180°.

אF٣ J٩EאאK

F٣ J٩Eאאאאאאאאאא

אאW Jאאאא

אאאאא Lagging PF אאאא

Page 85: إلكترونيات القوى  نظري

אא ٢٠٨ א

אאא א

- ٧٨ -

אאאאאאאאאאא

אאK Jאאאאא

90°< α ≤ 180 אאאאאאאאאא

אאאאאאK

٣ J٥ J٢אאא (TSCs) Thyristor-Switched Capacitors אאאאאא

אאאאאK

F٣ J١٠Eאאאאאאאאאאא

אאאאאאאאאא

אאאאאאאאאא

אF٣ J١٠Eאאאא Leading PF אאא

אאאאאאאאאK

אאאאאאאאאאאאאאאאאאאאאאK

Page 86: إلكترونيات القوى  نظري

אא ٢٠٨ א

אאא א

- ٧٩ -

אF٣ J١٠EאאאאאאK ٣ J٦W ٣ J١؟אאא ٣ J٢אאאאא ٣ J٣אאאאאאאא ٣ J٤אאאאאאא ٣ J٥אאאא

אאא ٣ J٦20אא

220א 60אאn mאאא6W

Jאאאא Jאm n Jאאא Jא Jא

Page 87: إلكترونيات القوى  نظري

אאאא

אא

א

א

٤

Page 88: إلكترونيات القوى  نظري

אאא ٢٠٨ א

אא א

- ٨٠ -

אאWאאאאאK

אאWאאאאאאאW • א • אא • אאא • אאא • אאאאאא • אאא • א • אא

אאW٩

אאW

• א • אPower Point

אאWאאאא J٢K

Page 89: إلكترونيات القوى  نظري

אאא ٢٠٨ א

אא א

- ٨١ -

٤ J١W אאאאאאאא

אאאאאאאאאאאאאKKאאא

'Inverters' אאאאאאאא

אאאאאאאאאIGBTKKKKאאאא

אאאאאאאאKא

אאאאאW • אK • אאאK • אאK • אאאK

אאאW

١K אאא(VSI)''Voltage Source InverterאאK

٢K (CSI)''Current Source InverterאאK אאאאאא

אאK

٤ J٢אאא אאאאאאW

o אאא (induction motors)אאא(synchronous motors)K

o אאFinduction heatingKE

Page 90: إلكترونيات القوى  نظري

אאא ٢٠٨ א

אא א

- ٨٢ -

o אאאFaircraft power suppliesKE o אאFuninterruptible power supplies UPSKE o אאאאאF high-voltage DC transmissionKE o אאFstandby power suppliesKE

אFbatteriesEFsolar cellsEKאאאא

٢٢٠٥٠٦٠٢٢٠٤٠٠אאאאאאאא٢٢٠אL٣٨٠٥٠١٢٠L٢٠٨٦٠

١١٥L٢٠٠٤٠٠K

٤ J٣אThe Basics of Inverter אF٤ J١Eאאאאאא

אאאאאKא٢אאא

אאאאאKאאS1אS2אאאא

S1،S2אאF٤ J٢EאאS1אאS2FE

אאאאאאאVsאS1،S2KאS1אS2

אאאאאאאS2אS1אאאא

אאאKאא'T'אF٤ J٢Eא

א'fo'אאW

Tf o

1= Hz F٤ J١E

Page 91: إلكترونيات القوى  نظري

אאא ٢٠٨ א

אא א

- ٨٣ -

אF٤ J١EאאאאK

אF٤ J٢EאS2, S1אאא

Page 92: إلكترونيات القوى  نظري

אאא ٢٠٨ א

אא א

- ٨٤ -

א א א אאS1،S2 Kאאא

אאאאK א א

אא'filter'אאאאאאא

אאאאא Kאאאא

'PWM'Kאאאאאא א א א א א אאK

٤ J٤אאאVoltage Source Inverter (VSI) אא א אא א א א אא

אאאאאאאאא

אאאאאא א א א

אאאKאאאK

٤ J٤ J١אאאאא

Single-Phase Half-Bridge Inverter (VSI) אאאאאאאאא

אF٤ J٣EאאאאאאאS2 ,S1 א 'Vs' ٢

אא אא א Kא

Page 93: إلكترونيات القوى  نظري

אאא ٢٠٨ א

אא א

- ٨٥ -

אאאאאאאאאKKKאK

٤ J٤ J١ J١אא Case of a Resistive Load R אא S2 ,S1א אF٤ J٣ERאS1אS2אא0 ≤ t ≤ T/2 א א 'Vs' א

אאאאאאאאאאS1א אi1אS2אS1א

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

אאאאאאS2אאi2 אi1 א F٤ J٤ E א Rא

fא אא1/TאאאאK

אאאאאא'Vs'K

אF٤ J٣Eאאאאאא

Page 94: إلكترونيات القوى  نظري

אאא ٢٠٨ א

אא א

- ٨٦ -

אF٤ J٤Eאאאא

٤ J٤ J١ J٢אאCase of an Inductive load

אאאאioא א א אVo א

אאאאאאאאאאאK אF٤ J٤ E א א א K

אאאW אא0 ≤ t ≤ T/2אVoא

אS1אאאאD1KאioאאאאKאא0 ≤ t ≤ t1אאא

אאאאאא D1אאאאאVS Kאא t1 ≤ t ≤ T/2אאאאא

אאאS1אאאאאאK א א t = T/2א S1

אאאאאאא S1אאאא VSאאאאאאאאאאאאD2

אT/2 ≤ t ≤ t2Kאאt=t2אאאאא D2אאא S2א

אt2 ≤ t ≤ T א אא א אא א א אאאאS2KאאאTKאF٤ J٥E

א io א א Kאאא

Page 95: إلكترونيات القوى  نظري

אאא ٢٠٨ א

אא א

- ٨٧ -

אאאF٤ J٥E א א אi2 ,i1 K אא

אioאאאאאאאאא0א ≤ t ≤ T/2אאאאאא

אאאאT/2 ≤ t ≤ TK

אF٤ J٥Eאא

Page 96: إلكترونيات القوى  نظري

אאא ٢٠٨ א

אא א

- ٨٨ -

אאאאאאW אאאאאW

VV so= F٤ J٢E

אאאאV1(rms)W א א א א א F٤ J٣ Eא

W

tnnV

Vn

SrmsO ω

πsin

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

)(1 ∑∞

=

= F٤ J٣E

nאאωאאאאrad/sאאאאאאאn = 1W

VVV ss

rms 9.02

4)(1 ==

π F٤ J٤E

٤ J١W אאאF٤ 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 א א אא א א א F٤ J٣EW

6.2124*9.09.0)(1

=== VV srms V

Page 97: إلكترونيات القوى  نظري

אאא ٢٠٨ א

אא א

- ٨٩ -

FE אW

2404.2

2422

)( ===R

VP rmsoo W

٤ J٤ J٢אאאאSingle Phase Voltage Source Bridge Inverter

٤ J٤ J٢ J١אאR א אאא א א

א א F٤ J٦ E א אאא אא אא٤א ٤אא

אKאאאאאאאKאאאא

א S4, S1 א S3, S2אS3, S2אS4, S1אK א S4, S1 א S3, S2 א א 'T/2'K

K אא W אS4, S1א א 0 ≤ t ≤ T/2אאאא

אאS3,S2אאאאאאאאאאאS4, S1א'Vo'

א א א 'Vs' K א S4, S1 אS3, S2 א א T/2 ≤ t ≤ T K א א א אאאאאאאאאאS3, S2

אאאאאKאאאא'-Vo'K

אאF٤ J٧EאVsK א א א א

א'fo'אא'T'fo = 1/TK

Page 98: إلكترونيات القوى  نظري

אאא ٢٠٨ א

אא א

- ٩٠ -

אF٤ J٦Eאאאאאאאא

אF٤ J٧WEאאאא

אאאאאאVo(rms)W אאאאאF٤ J٢E

אאאאאK V1(rms)Wאאאאא

אא א א א א אאאאאאאn = 1F٤ J٣EF٤ J٤E

אK

Page 99: إلكترونيات القوى  نظري

אאא ٢٠٨ א

אא א

- ٩١ -

٤ J٢W א א א F٤ J٦ E '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

אW אאאאאאאאא?

F٤ J١?Eאאאאאאאאאאאאאאאא

אאאאאאאאW

FE אאאאאאF٤ J٢EW

48

)(==VV srmso

V FE אאאאW

204.2

48)()( ===

RVI rmso

rmso A

FE אאאאאאאאF٤ J٣EW

2.4348*9.09.0)(1

=== VV srms V

FE א

9604.2

4822

)( ===R

VP rmsoo W

Page 100: إلكترونيات القوى  نظري

אאא ٢٠٨ א

אא א

- ٩٢ -

אאאאאא אא אא٤א

אאאאK

٤ J٤ J٢ J٢אא'R-L' אF٤ J٨Eאאאאאא'R-L'

אאאאאאF٤ J٦Eאאאא'R''R-L'KאF٤ J٩Eא'Vo'אio

אאאS4, S3, S2, S1אאאאאאD4, D3, D2, D1אאא'is'Kאאאא

W

אF٤ J٨WEאאאאאאK

א 'io' אF٤ J٩ E א א'vo'א

אKS4, S1אא0 ≤ t ≤ t1t1 א א א א א א

K א א א א אא אאא א t = t1 א אt = T/2K

Page 101: إلكترونيات القوى  نظري

אאא ٢٠٨ א

אא א

- ٩٣ -

אא0 ≤ t ≤ t1אאאאאאאאא אאD4, D1 א א א 'Vs' Kאא א א א

א אאS4, S1 א אאאאt1 ≤ t ≤ T/2 א א א א 'Vo'

אא א 'Vs' א א 0 ≤ t ≤ T/2 Kא א א'io' א אt = t1

אאt = T/2Kאאאt = T/2אאא

אאאאאאאS4, S1אאאאאאאאאאאאאD3, D2 אאא'Vs'

אאT/2≤ t ≤ t2KאאאאVo = - VsKאא

א א 'io' א אt = t2KאS2, S3 אאאT/2

≤ t ≤ t2אKא'io'אאאt2 ≤ t ≤ TאS2, S3 אא

אאאאאאאאS2, S3 א א א'Vs'א א K א

אVo = - VsKא'Imin'אאt=T, t=0א'Imax'אאt=3⋅T/2, t=T/2א

IminאאאאאאאאK

Page 102: إلكترونيات القوى  نظري

אאא ٢٠٨ א

אא א

- ٩٤ -

אF٤ J٩EאאאאאאאאאאאאאK

Page 103: إلكترونيات القوى  نظري

אאא ٢٠٨ א

אא א

- ٩٥ -

אאאאW אאאא

א א א א א א א F٤ J١KE

אאאW אאאאאאW

⎪⎪⎩

⎪⎪⎨

≤≤++−

≤≤−+=

−−

TtTeR

VI

RV

TteR

VI

RV

iTtSS

tSS

O

2)(

20)(

/)(max

/min

2 τ

τ

F٤ J٤E

W τ WאאאL/RK

IminWאאאK ImaxWאאאK

אאאאאאאW

II maxmin −= F٤ J٥E אאאאאW

⎥⎦

⎤⎢⎣

+−

=−=−

τ

τ

2/

2/

minmax 11

T

Ts

ee

RVII F٤ J٦E

٤ J٣W

א א א F٤ J٨ E 'R-L'א R= 10 ΩאL = 25 mH'Vs'100 VKא

אא60 Hzאא،W אW

אאאאאאW 0167.0

6011

===f o

T s

0025.010025.0

===RLτ s

Page 104: إلكترونيات القوى  نظري

אאא ٢٠٨ א

אא א

- ٩٦ -

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

٤ J٥אאInverter Voltage Control Techniques אאאאא

אאאאW ١K אאאK ٢K אאאK

אאאאK אאאאאא

אאאאאאאאאא

אאאאאאאאאאא

אאK אאאאאאאא

אא’PWM‘אאאאאאא

אאאאאאאאK

Page 105: إلكترونيات القوى  نظري

אאא ٢٠٨ א

אא א

- ٩٧ -

٤ J٥ J١אPulse-Width Modulation PWM אאאאאאא

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

٤ J٥ J١ J١א אאאאא

KאF٤ J١٠EאאאאS2, S1אאאא

אאF٤ J٦EKאArAcKאאאאאFאאEאArAcאδ

א180oKArAcא’Modulation Index‘אאW

AA

c

rM = F٤ J٦E

אאא’Vo‘אW

πδVV so

= F٤ J٧E

W MWאK VsWאאאK ArWאאאK AcWאאאK δ :א.

Page 106: إلكترونيات القوى  نظري

אאא ٢٠٨ א

אא א

- ٩٨ -

אF٤ J١٠EאאאאS2, S1

א

٤ J٥ J١ J٢א אאאאאא

KאאKאאfoאאא

אאאאאאאאfcKאF٤ J١١Eאאאאאא

אאאאאW

ff

mmff

o

cf

fcP === ,22 0

F٤ J٨E

W PWאאK fcWאאאK foWאאאK

mfWאK אא‘M’KM

١אVsא

Page 107: إلكترونيات القوى  نظري

אאא ٢٠٨ א

אא א

- ٩٩ -

π/PאאאאאאW

πδPVV so = F٤ J٩E

אF٤ J١١Eאאאאאאא

٤ J٥ J١ J٣א אאאא

אאאאאאKאאאאאאא

אאאKאF٤ J١٢EאS2, S1אאfofcK

אאאאאאאאאאא’M‘אאא

א’Vo‘KאF٤ J١٢EאאאKאאאאW

0

vo

Ar

0

Ac

ωt 2π

π1/fc

Vo

ωt 2π

π

δ

αm

π+αm

Vs

-Vs

Page 108: إلكترونيات القوى  نظري

אאא ٢٠٨ א

אא א

- ١٠٠ -

∑=

=P

m

mso VV

1 πδ

W PWאאK

: δmאאmK VsWאאאK

٤ J٦אאאCurrent Source Inverter CSI אאאא

אאאאKאאאא

אאאאאאאאKאF٤ J١٣E

אאאאאאאאאאאאK

אF٤ J١٢EאS2, S1אא

אK

Page 109: إلكترونيات القوى  نظري

אאא ٢٠٨ א

אא א

- ١٠١ -

אF٤ J١٣Eאא

٤ J٧אאאאThree-phase VSI Inverter ٤ J٧ J١אאאאאא

א א א א א K א א א א K

א א א א א א،אF٤ J١٤Eאאאאאאא

אא Fא אא אא אEאאאKא אא

אאאאאK א אא א א א א א

א א F Eא א א אאK אא א א א א

אאKאא120°אא180°K

Page 110: إلكترونيات القوى  نظري

אאא ٢٠٨ א

אא א

- ١٠٢ -

אF٤ J١٤EאאאאאאאK

٤ J٧ J٢א120°

אאאאאאאאF٤ J١٤EאאW

א א א 120°K אאאS5)

(S1, S3,אא(S2, S4, S6)Kאאאא א אא אC ,B ,Aא א א אא א

אKאאאאאאאא60°אאאvABvBCvCAאא120°אא

אאאאאאK

א (short circuit) א א א אא(S4,S 1) א

אאאS4אאS1 من نهاية توصيل المفتاح 60° Kא S6, S3 S2, S5 K א א vCN

,vBN,vAN א 60° א א Y K

Page 111: إلكترونيات القوى  نظري

אאא ٢٠٨ א

אא א

- ١٠٣ -

אאאאאאאאאF٤ J١٥KE

אF٤ J١٥EאאאאאK

א F٤ J١ Eא א

א S1S2 א S2S3 א S3S4 א S4S5 אS5S6 S1KKKKKKKKKKKKKKK

א F٤ J١٦ E אאvCN ,vBN,vAN א אאW

Page 112: إلكترونيات القوى  نظري

אאא ٢٠٨ א

אא א

- ١٠٤ -

⎪⎩

⎪⎨

−=−=−=

ANCNCA

CNBNBC

BNANAB

vvvvvvvvv

F٤ J١٠E

S1 S2 S3 S4 S5 S6 vAN vBN vCN فترةال

E/2 -E/2 0 + موصل مفصول مفصول مفصول مفصول موصل 60o إلى 0oمن

E/2 0 -E/2 + مفصول مفصول مفصول مفصول موصل موصل 120o إلى 60oمن

E/2 -E/2 + 0 مفصول مفصول مفصول موصل موصل مفصول 180o إلى120oمن

E/2 + E/2 0- مفصول مفصول موصل موصل مفصول مفصول 240o إلى 180oمن

E/2 0 + E/2- مفصول موصل موصل مفصول مفصول مفصول 300o إلى 240oمن

E/2 + E/2- 0 موصل موصل موصل مفصول مفصول مفصول 360o إلى 300oمن

F٤ J١E

אF٤ J١٦EאאאאאאאR-Lאאא

אאK א א א א א א

K

6)( ErmsVph = F٤ J١١E

2)(EV rmsL = F٤ J١٢E

REI rmsO 6)( = F٤ J١٣E

EאאVph(rms)אאאאאVL(rms)

א א Io(rms)א א א א אאאW

REI rmsswitch 32)( = F٤ J١٤E

REPO 2

2

= F٤ J١٥E

Page 113: إلكترونيات القوى  نظري

אאא ٢٠٨ א

אא א

- ١٠٥ -

אאא)(reverseswitchVW

EV reverseswitch =)( F٤ J١٦E

Page 114: إلكترونيات القوى  نظري

אאא ٢٠٨ א

אא א

- ١٠٦ -

אF٤ J١٦Eאאאא120°K ٤ J٤W

א500 VאאYא10 ΩKא120oW

J אאא)(rmsophIK J אאאא)(rmsswitchIK J אאoPK

אW

JAR

EI rmsoph 41.20610

5006)( ===

JAR

EI rmsswitch 43.14320

50032)( ===

JkWR

EPO 5.1210*2

5002

22

===

٤ J٧ J٣א180° אא אאא אאא

F٤ J١٤Eאאא KאאאWאאאאא

אאאא180oKאאאאK

א א א אאא א אאא S1 وS3 وS2 F

אאE60oאS2S3S4(2- 3- 4)אKאF٤ J٢Eאאא

60o KאאאאאאאאKאW1-2-32-3-43-4-54-5-65-6-1

Page 115: إلكترونيات القوى  نظري

אאא ٢٠٨ א

אא א

- ١٠٧ -

6-1-2KKKF٤ J٢E180oאאK

F٤ J٢E אאאאאYK

א (vph) א א אF 60אo E אאאF٤ J٢٠EKאאאאאאאאא K אF٤ J٣Eא

אא180oK

F٤ J٣E אF٤ J٢١E120°א .א

אאאא

S1 S2 S3 S4 S5 S6 الفترة

موصل موصل مفصول مفصول مفصول موصل 60o إلى 0oمن موصل مفصول مفصول مفصول موصل موصل 120o إلى 60oمن مفصول مفصول مفصول موصل موصلموصل 180o إلى120oمن مفصول مفصول موصل موصل موصلمفصول 240o إلى 180oمن مفصول موصل موصل موصلمفصولصولمف 300o إلى 240oمن موصل موصل موصل مفصولمفصولمفصول 360o إلى 300oمن

vAN vBN vCN vAB vBC vCA الفترة

60o E/3+ -2E/3 +E/3 + E -E 0 إلى 0oمن

120o 2E/3+ -E/3 -E/3 + E 0 -E إلى 60oمن

180o E/3+ +E/3 -2E/3 0 + E -E إلى120oمن

240o -E/3 +2E/3-E/3 -E + E 0 إلى 180oمن

300o -2E/3 +E/3 +E/3 -E 0 + E إلى 240oمن

360o -E/3 -E/3 +2E/3 0 -E + E إلى 300oمن

Page 116: إلكترونيات القوى  نظري

אאא ٢٠٨ א

אא א

- ١٠٨ -

KאF60° (א א אK א F٤ J٣ Eא אא א

א א א(VL) א אF٤ J١٠E K אF٤ J٢١EKאאאאא

120°אK אאאאאאאאא

אאאאYאא∆K

Page 117: إلكترونيات القوى  نظري

אאא ٢٠٨ א

אא א

- ١٠٩ -

אF٤ J٢٠Eאאאאאא180oK

Page 118: إلكترونيات القوى  نظري

אאא ٢٠٨ א

אא א

- ١١٠ -

אF٤ J٢٠Eאאאאאא180oK

Page 119: إلكترونيات القوى  نظري

אאא ٢٠٨ א

אא א

- ١١١ -

אאאYאW

REPO 3

2 2

= F٤ J١٦E

אF٤ J٢١Eאאאא180oK

Page 120: إلكترونيات القوى  نظري

אאא ٢٠٨ א

אא א

- ١١٢ -

R א א א א א180°א 1.33אא120°.

א א א Iswitch(rms) א א אIo(rms)W

REI rmsswitch 3)( = F٤ J١٧E

)()( 2 rmsswitchrmsO II = F٤ J١٨E

אVswitch(reverse)W EV rmsswitch =)( F٤ J١٩E

אאאVph (rms)אאאVL(rms)W

EV rmsph 32

)( = F٤ J٢٠E

3

2)(

EV rmsL = F٤ J٢١E

F٤ J٥WE

א10Ω Y . א 440V א א 180°K

W J אאא PoK

J אISK JאאאVph(rms)K JאאאVL(rms)K

אW JW

RE

REPO 12907

10*2)440(2

32

32 222

====

Page 121: إلكترونيات القوى  نظري

אאא ٢٠٨ א

אא א

- ١١٣ -

J א אאא א א אאPSאאPo:

A

EP

I

IEPP

oS

SSo

33.29440

12907===∴

==∴

JVEV rmsph 4.207440*32

32

)( === JVVV rmsphrmsL 26.35934.2073 )()( ===

٤ J٨אאא

• א Uninterruptible power supplies (UPSs) EאאFא(UPSs)אאאא

אאאא Kאאא אאאא

א Kא א א א אKאאאאאא

אאאK

Wאאאאא אF٤ J٢٤Eאא

אW • אא אאא

Kא א א א א F אEא אאאאא א

F٤ J٢٤KE אאאא •

אא א אא א אאאאK

Page 122: إلكترونيات القوى  نظري

אאא ٢٠٨ א

אא א

- ١١٤ -

• א א אא א א אאאאא

F٤ J٢٤KE אאאאאא •

אאאאאK

אF٤ J٢٣EאUPSK

א אאאאא א א א

אאאאF٤ J٢٤EFKEאא

אF٤ J٢٤EאK

Page 123: إلكترونيات القوى  نظري

אאא ٢٠٨ א

אא א

- ١١٥ -

אF٤ J٢٥EאאאאאאאאKאאאאאאאא

אאאאאאאאאאאאאKאא

אא אאאאאאאK

אF٤ J٢٥EאאאאK

٤ J٩אW

אאאאאאKא

KאאאאאאאאאאאאSPWMאא

אאאאאאא אא א א אא K

אאאאאאאא

Page 124: إلكترونيات القوى  نظري

אאא ٢٠٨ א

אא א

- ١١٦ -

א אא א אא א א אאאK

א אא א א אאאאאאא

אאK

٤ J١٠W ٤ J١؟א ٤ J٢א؟אאא ٤ J٣؟אאאא ٤ J٤؟א ٤ J٥؟אאאאא ٤ J٦؟אאא ٤ J٧؟אאאאא ٤ J٨؟אאאאאא ٤ J٩؟אאאאא ٤ J١٠א؟אאא

אא؟٤ J١١א220V

20ΩKW 'Vo'אאא -أ ''V1אאאאא -ب Kאאא -ج

٤ J١٢אאאFא٤ J١٢EאK ٤ J١٣אאאאאאאK

Page 125: إلكترونيات القوى  نظري

אאא ٢٠٨ א

אא א

- ١١٧ -

٤ J١٤א400 VאאYא20 Ω Kא

120oW Jאאא)(rmsophIK

Jאאאא)(rmsswitchIK JאאoPK

٤ J١٥א400 Vאא∆א20 Ωאא

120oKאאאאאא ٤ J١٦ א 20Ω

Y .א 220V אא180°KאאאאאאK

٤ J١٧א20Ω ∆ .א 220V אא180°Kא

אאK ٤ J١٨אאאא(UPSs)K ٤ J١٩ אאאאא

K ٤ J٢٠אאK

Page 126: إلكترونيات القوى  نظري

אא

אא

א

א

٥

Page 127: إلكترونيات القوى  نظري

א٢٠٨ א א

אא א

- ١١٨ -

אאWאאאאאK

אאWאאאאאאאW

• אאאאK • אאאאK • אאאאאאאK • א(converter)אאאK • אאאK

אאW٦

אאW

• א • אPower Point

אאWאאאא J٢K

Page 128: إلكترونيات القوى  نظري

א٢٠٨ א א

אא א

- ١١٩ -

٥ J١ א א א א F KEא א

אאאKאאאאאאא א אאא א אאא K

אאאאאK F٥ J١ E א א א

KאאאאאאאאאAB

אA א 69kV J 230kV א א אאKאאאA K

א א א Kא א אאאאBKא

אאאאBKאאאBK

אF٥ J١E K2אאאאא

-Y, Y-Y ∆א12אKאאאאאאאאאאא

AאאBאאאאאKאאאאא

Fא א א E אא אאLdאא

א א א א א א אא אאאאאKK

Page 129: إلكترونيات القوى  نظري

א٢٠٨ א א

אא א

- ١٢٠ -

אF٥ J١EאאאאK

٥ J٢אאTwelve-pulse rectifiers אאאאאאאא

אא Kאאאא אאKאאא2

א F٥ J٢Eאא א KאאאY-Yאאא

∆−YY−∆Kאאא∆−Yא א א 30o א א א א Y-Y K

אאאא30o K א א30oא

אאאאאאאאאא30oאK

אאאאW

Page 130: إلكترونيات القوى  نظري

א٢٠٨ א א

אא א

- ١٢١ -

α

πcos6

)()( LLmavgo VV −= F٥ J١E

א אא אאאא א15oW

)()( 932.115cos2 LLmo

LLmom VVV −− == F٥ J٢E

)( LLmV −אאאK אF٥ J٣Eאאאא0K

F٥ J٢ Eא א א אא אאאY-Y אא אא

אאא∆−Y30° . وبالتالى عدد اإلنتقاالت الكلية خالل زمن دورى آامل 12وتكون ترددات التوافقيات الموجودة بجهد الخرج الكلى . 12تبلغ المترددلمصدر الجهد

א12אאKאאאאאאאאאאאאאאאK

אF٥ J٢EאK

Page 131: إلكترونيات القوى  نظري

א٢٠٨ א א

אא א

- ١٢٢ -

אF٥ J٣Eאאא0=αK

٥ J٣אאW

א אא א א א אא א א א א K א

אאאאאאאאKאאאאF٥ J٤E

אאאאאאאאאאאאאאאא

א א אF٥ J٤EK א אאאאאא

90° אאא אF א אא E א א א

אאKאאאVo(avg)א א אא 090° (0<α<90°) אא

אאא Vo(avg)אאא90°180°(90°<α<180°)אאKאF٥ J

Page 132: إلكترونيات القوى  نظري

א٢٠٨ א א

אא א

- ١٢٣ -

٥EאאאF٥ J٤Eא150° אKאאVo(avg)אאאאW

απ

cos3)( LLmoavg VV −= F٥ J٣E

אF٥ J٤EאאאK

אF٥ J٥Eאאאאאo150=αK

F٥ J١WE

Page 133: إلكترونيات القوى  نظري

א٢٠٨ א א

אא א

- ١٢٤ -

א א א א א F٥ J٤ E א 4160אV K א אא120° 3000ر الجهد المستم قيمةوV

א אR=2Ω א א א א א) RL >>ω (אאKאאאאא

אאK אW

VVV LLLLm 13.5883241602)( === −− אאאאW

V

VV

o

LLmavgo

2809

120cos13.58833

cos3)()(

−=

=

= −

π

απ

אאאW

A

RVV

I dcavgavgo

5.952

30002809

0)(

=+−

=

= +

א א א 120° א אאאאאאאאW

KW

VIP avgoavgoac

3.268)2809)(5.95(

)()(

=−−=

−=

אאאW KWRIRIP avgormsoR 2.182)5.95( 2

)(2

)(2 ====

אאאאא

KWVIP dcavgodc 5.286)3000)(5.95()( ===Racdc PPP +=

Page 134: إلكترونيات القوى  نظري

א٢٠٨ א א

אא א

- ١٢٥ -

٥ J٤אאDC power transmission אאאאF٥ J٢Eאאא

א K אאאאא אא א א א א

אאא K אאאאאאאאאאאאK

אאאאאאW • אאאא

אאאאאK

• אאאאFאE א א א א אאאאאא

אאK • אא א א א

אאאאK • א א א א א אאא

א אאאא אא אאאאK

• אאאאאאאאK

• אאאאאאאא

50HZ60HZאאאK

אאאאאאאאאאאאK

Page 135: إلكترونيات القوى  نظري

א٢٠٨ א א

אא א

- ١٢٦ -

אF٥ J٦Eא אא אאאאאאKא

אאא אאאאאאKאאאאio

F אF٥ J٦ EE א א אאאא אאא

אאאאאאא א א א א

אאאאאאאK

אF٥ J٦EאאאK

א א א א א א א א

א א א אא א אא אאא KאאRאאא

אאאאאאא

Page 136: إلكترونيات القوى  نظري

א٢٠٨ א א

אא א

- ١٢٧ -

א אא א א א Vo2,Vo1 אאאאא090° א

אא180 إلى 90°א° .אאאאאאאאאאאא

K אא1F1Eא2F2E

FאF٥ J٦EEאאאאאF٥ J٦EאאאF٥ J٧EאאW

RVV

I ooO

21 += )٤-٥(

אאאW α

πcos3

)(11 LLmo VV −= F٥ J٥E

απ

cos3)(22 LLmo VV −= F٥ J٦E

אאאW oo IVP 11 = F٥ J٧E

oo IVP 22 = F٥ J٨E

אF٥ J٧EאאאאאאאK

אF٥ J٨Eאאאאא א א א א א

אאאאKא א א F٥ J٨ Eא א

Page 137: إلكترونيات القوى  نظري

א٢٠٨ א א

אא א

- ١٢٨ -

א(bipolar) א א dcV+א א dcV−אאאאאאא

אאאאאK

אF٥ J٨EאאאאאK

F٥ J٢WE

אא230א kVאF٥ J٦Eאאאאאא10 Ωאאאא

אאאאאאאאKאא100 MWאא2אא1

אאKאW JאאאVo2 = 200 kVK

JאאIoK JאאאאPlossK אW

J א א א א א 2 F٥ J٤EאF٥ J٨EW

Page 138: إلكترونيات القوى  نظري

א٢٠٨ א א

אא א

- ١٢٩ -

MWVIP

kVVV

oo

LLrmsLLm

100

27.32522302

22

)()(

−==

=== −−

א2א1K אאאא0=αF٥ J٥Eא

F٥ J٦EW KVVV LLmo 6.31027.32533

)(max === − ππ

א א א max0)6.310( VkV

אא א 2kVVo 2002 −=אא אאאאא1Kא

א2W

o

o

LLmo

VKV

KVVV

130)6.310

200(cos

cos6.310200cos200

200cos3

2

2

2max

2)(2

=−=∴

=−=−∴

−== −

α

αα

απ

אאoIW

A

KVMW

VP

I

IVP

oo

oo

500200100

2

2

22

===∴

=

אאW

o

oooo

o

o

oLLmo

KVVKvRIVVKVVVV

VVV

7.48)6.310

205(cos

205)10(500200,6.310

)(cos

coscos3

1

21max

max

111

1max1)(1

==∴

=+=+−==

=∴

==

α

α

ααπ

Q

JFEאאoIA500 JאאאאlossPW

Page 139: إلكترونيات القوى  نظري

א٢٠٨ א א

אא א

- ١٣٠ -

MWPPPMWRIRIP

loss

oormsloss

5.2025.22005.210*500

21

222

=++=+=∴====

1Pאאא1א2K

٥ J٥אאאאThe field excitation of synchronous generator א א א אא

אKאא א א א(brushes) א א אא אא א

אאKאאאאאאאא(brushless)KאאאאאאאK

א א א א אא Kא א א אאאאאאאא

אאאאאKאאא א א א א א א(AVR)K K א

א א אא אא א א א K F٥ J٩EאאK

אאאאאאאKאאאאKאא

א א Fא א Eא א א K א אאאאאאאא

אא(emf)אאאאאאאאאK

Page 140: إلكترونيات القوى  نظري

א٢٠٨ א א

אא א

- ١٣١ -

אF٥ J٩Eאא

٥ J٦W ٥ J١אא؟؟ ٥ J٢א؟אאאאא ٥ J٣אאאאאא؟אאא ٥ J٤אא-Y, Y-Y ∆؟אא ٥ J٥אא א אא א א א א א א

אK ٥ J٦؟אאא ٥ J٧אאאאא(bipolar)؟אאא ٥ J٨אאאאאאא

א؟ ٥ J٩אאאא אF٥ J٤ E

אא4160V K א אא150° الجهد المستمر قيمةو3000V אאR=1Ω אאאא

Page 141: إلكترونيات القوى  نظري

א٢٠٨ א א

אא א

- ١٣٢ -

א) RL >>ω (אא KאאאאאאאK

٥ J١٠אא220א kVאF٥ J٦Eאאאאאא6 Ωאאא

אאאאאאאאאKאא120 MWאא2א

א1אאKאW JאאאVo2 = 220 kVKK

JאאIoK JאאאאPlossK

Page 142: إلكترونيات القوى  نظري

אא ٢٠٨ 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 143: إلكترونيات القوى  نظري

א ٢٠٨ א

א

א אאWאאאאאאאא

١ J١ ٢ ١ J٢אא ٢ ١ J٣ א ٤

١ J٣ J١אאא ٥ ١ J٣ J١ J١ אאא ٦ ١ J٣ J١ J٢אא ٩

١ J٤א ١٠ ١ J٥א ١٢

١ J٥ J١אאא ١٢ ١ J٥ J٢אא ١٣ ١ J٥ J٣אאא ١٣ ١ J٥ J٤אא ١٣

١ J٦א ١٤ ١ J٧אא ١٥

١ J٧ J١אא ١٦ ١ J٧ J٢אאאאא ١٧ ١ J٧ J٣אאאאא ١٩

١ J٨ ٢١

אאWאא ٢ J١ ٢٤ ٢ J٢אאא ٢٤ ٢ J٣אאא ٢٥

٢ J٣ J١אא ٢٥ ٢ J٣ J٢אאאא ٢٧

Page 144: إلكترونيات القوى  نظري

א ٢٠٨ א

א

٢ J٤אאאא ٢٩ ٢ J٤ J١אאאא ٢٩ ٢ J٤ J٢אאאא ٣٣ ٢ J٤ J٣אא ٣٥

٢ J٤ J٣ J١אא ٣٥ ٢ J٤ J٣ J٢אא’R-L‘ ٣٩

٢ J٥אאאא ٤٣ ٢ J٥ J١אאא ٤٣ ٢ J٥ J٢אאא ٤٤

٢ J٦אאאא ٤٥ ٢ J٦ J١א ٤٦

٢ J٦ J١ J١ א ٤٧ ٢ J٦ J١ J٢

א ٥١ ٢ J٦ J٢אא ٥٣

٢ J٧אאאאא ٦١ ٢ J٨ ٦٣

אאWאאאאאא

٣ J١ ٦٦ ٣ J٢אא ٦٦ ٣ J٣אאאא ٦٧

٣ J٣ J١אא ٦٧ ٣ J٣ J٢אא ٧٠

٣ J٤אאא ٧٢ ٣ J٥אאאאאאא ٧٥

Page 145: إلكترونيات القوى  نظري

א ٢٠٨ א

א

٣ J٥ J١ ٧٥ ٣ J٥ J٢אאא ٧٧

٣ J٦ ٧٨

אאאWאא ٤ J١ ٨٠ ٤ J٢אאא ٨٠ ٤ J٣א ٨١ ٤ J٤אאא ٨٣

٤ J٤ J١אאאא ٨٣ ٤ J٤ J١ J١אא ٨٤ ٤ J٤ J١ J٢אא ٨٥

٤ J٤ J٢אאאא ٨٨ ٤ J٤ J٢ J١אאR ٨٨ ٤ J٤ J٢ J٢אא'R-L' ٩١

٤ J٥אא ٩٥ ٤ J٥ J١א ٩٦

٤ J٥ J١ J١א ٩٦ ٤ J٥ J١ J٢א ٩٧ ٤ J٥ J١ J٣א ٩٨

٤ J٦אאא ٩٩ ٤ J٧אאאא ١٠٠

٤ J٧ J١אאאאאא ١٠٠ ٤ J٧ J٢א120° ١٠١ ٤ J٧ J٣א180° ١٠٥

٤ J٨אאאאFאאE ١١١ ٤ J٩א ١١٣

Page 146: إلكترونيات القوى  نظري

א ٢٠٨ א

א

٤ J١٠K ١١٤

אאWאאאא ٥ J١K ١١٧ ٥ J٢אא ١١٨ ٥ J٣אא ١٢٠ ٥ J٤אא ١٢٣ ٥ J٥אאאא ١٢٨ ٥ J٦ ١٢٩

Page 147: إلكترونيات القوى  نظري