عنوان پایان‌نامه
مدلسازی وطراحی بهینه ترانسفورماتور تسلا به منظور استفاده در کاربردهای توان پالسی
- مقطع تحصیلی
- کارشناسی ارشد
- محل دفاع
- کتابخانه دانشکده برق و کامپیوتر شماره ثبت: E1547;کتابخانه مرکزی -تالار اطلاع رسانی شماره ثبت: 40854;کتابخانه مرکزی پردیس 2 فنی شماره ثبت: E 1547
- تاریخ دفاع
- ۰۳ اسفند ۱۳۸۷
- دانشجو
- ادریس عاقب
- استاد راهنما
- امیر عباس شایگانی اکمل
- چکیده
- در سال های اخیر، ترانسفورماتور تسلا کاربردهای گسترده ای یافته که از آن میان می توان به شتاب دهنده ها، تست مقره و ژنراتورهای تولیدکننده پالس های الکترومغناطیسی و مایکروویوهای پرقدرت اشاره نمود. ترانسفورماتور تسلا منبع اولیه تولید پالس های ولتاژ بالا در موارد مذکور می باشند و به همین دلیل، طراحی این ادوات بسیار حائز اهمیت می باشد. تا به حال تحقیقات قابل توجهی در مورد ساخت انواع مختلف این ترانسفورماتور پالس انجام گرفته است، ولی با این حال نیاز فراوانی نسبت به طراحی دقیق و مناسب و نیز بهینه سازی ساختار آن به جهت بهبود عملکرد احساس می گردد. یکی دیگر از مواردی که در این مولد پالس بسیار قابل توجه می باشد، مدلسازی دقیق و بدست آوردن نحوه توزیع ولتاژ در طول سیم پیچ ثانویه آن جهت طراحی درست سیستم عایقی می باشد تا در صورت بروز هرگونه اضافه ولتاژ در حلقه ها، عملکرد این ترانسفورماتور مختل نگردد. در این پایان نامه، در ابتدا مختصری در مورد مهندسی توان پالسی و سیستم های ذخیره انرژی بیان گردیده و ضرورت بحث در مورد ترانسفورماتور تسلا توجیه می گردد. همچنین کاربردهای مختلفی از ترانسفورماتور تسلا چه در مهندسی توان پالسی و چه تست های عایقی ارائه و شبیه سازی می گردند. سپس در ابتدا نحوه محاسبه پارامترهای الکتریکی مدار توضیح داده شده و بعد از مروری بر روش های مختلف مدلسازی سیم پیچ، روش مدلسازی جعبه سیاه و نیز روش تفاضل محدود در حوزه زمان در مورد ترانسفورماتور تسلا پیاده سازی شده و نتایج حاصل از اندازه گیری و نیز شبیه سازی ارائه گردیده است. در انتها نیز بهینه سازی عملکرد ترانسفورماتور تسلا در تولید ولتاژهای بیشتر و انتقال انرژی ماکزیمم بر اساس تغییر پارامترها بررسی می گردد.
- Abstract
- Abstract Tesla transformers have a large number of important applications, ranging from particle accelerators and insulator testing to HPM and EMP generators. The design of the transformer is therefore very important, as it is the prime source of high voltage pulses required by such systems. Up to now, considerable amount of experimental researches have been done on construction of different types of Tesla transformers. However, there is a great need to appropriate design and optimizing the construction of this pulse generator. The other important task is to model the windings exactly to find the voltage distribution in secondary winding in order to design the insulation properly. In this thesis, a brief review of pulse power engineering and energy storage systems is explained and the necessity of doing research on Tesla transformers is described. Also, different applications of Tesla transformer are illustrated. Furthermore, the methods of estimating the electrical parameters of the transformer are elucidated and then two different methods have been investigated, the black box model and Finite Difference Time Domain method to model the propagation of electromagnetic pulses in the secondary winding of Tesla transformers. Finally, some techniques to optimize the performance of Tesla transformers to have higher voltage and energy gains are investigated.
