Η παρούσα διπλωματική εργασία εκπονήθηκε στο τμήμα Ηλεκτρολόγων Μηχανικών και Μηχανικών Ηλεκτρονικών Υπολογιστών του Δημοκριτείου Πανεπιστημίου Θράκης και το θέμα της αφορά τη μελέτη και την κατασκευή εργαστηριακού αντιστροφέα με σκοπό την οδήγηση συστήματος ανάκτησης ενέργειας καυσαερίων που βρίσκει εφαρμογή στα αεροσκάφη.
Σκοπός της διπλωματικής εργασίας είναι να παρουσιάσει μία διαφορετική τοπολογία ανάκτησης ενέργειας καυσαερίων σε αεροσκάφη από αυτήν που έχει προταθεί μέχρι τώρα. Πιο συγκεκριμένα, η υπάρχουσα τοπολογία ανάκτησης ενέργειας καυσαερίων χρησιμοποιεί μία τριφασική σύγχρονη γεννήτρια μόνιμου μαγνήτη, έναν τριφασικό αντιστροφέα με έλεγχο τετραγωνικού παλμού (square wave) εύρους 180ο και ένα δίκτυο συνεχούς τάσης DC-bus, όπου ελέγχεται η παρεχόμενη από τη γεννήτρια ενεργός ισχύς δημιουργώντας μία καθυστέρηση μεταξύ της εσωτερικής τάσης της γεννήτριας και της τάσης στην είσοδο του αντιστροφέα. Από την άλλη πλευρά, στην προτεινόμενη τοπολογία χρησιμοποιούμε μία ασύγχρονη γεννήτρια βραχυκυκλωμένου κλωβού, έναν τριφασικό αντιστροφέα με έλεγχο τετραγωνικού παλμού εύρους 120ο, και ένα DC-bus, όπου ο έλεγχος ενεργού ισχύος γίνεται με δύο τρόπους: α) με μεταβολή της ολίσθησης της ασύγχρονης γεννήτριας και β) με ψαλιδισμό των παλμών του αντιστροφέα. Τέλος, το σύστημά μας προσομοιώνεται αρχικά στο πρόγραμμα MATLAB/Simulink και στη συνέχεια κατασκευάζεται και ελέγχεται στο εργαστήριο.
Η διπλωματική εργασία χωρίζεται σε έξι κεφάλαια, όπου αρχικά στο πρώτο κεφάλαιο παρατίθεται η αρχή λειτουργίας, τα ισοδύναμα κυκλώματα και οι εξισώσεις στη μόνιμη κατάσταση των ασύγχρονων μηχανών.
Στο κεφάλαιο 2 αναλύονται οι αντιστροφείς πηγής τάσης τετραγωνικού παλμού εύρους 180ο και 120ο καθώς και οι αντιστροφείς πηγής ρεύματος.
Στο κεφάλαιο 3 περιγράφεται η υπάρχουσα τοπολογία ανάκτησης καυσαερίων σε αεροσκάφη και γίνεται μία εισαγωγή της προτεινόμενης τοπολογίας.
Στο κεφάλαιο 4 εξηγούνται αναλυτικά τα στάδια κατασκευής της προτεινόμενης τοπολογίας στο πρόγραμμα προσομοίωσης MATLAB/Simulink καθώς και οι τεχνικές ελέγχου της ενεργού ισχύος στο DC-bus.
Στο κεφάλαιο 5 αρχικά δίνεται μία περιγραφή της λειτουργείας του dSPACE, του προγράμματος που χρησιμοποιείται για την παραγωγή των παλμών οδήγησης του αντιστροφέα. Στη συνέχεια, αναλύεται ο τρόπος κατασκευής και λειτουργίας του εργαστηριακού αντιστροφέα και δίνονται τα χαρακτηριστικά στοιχεία της ασύγχρονης μηχανής και της μηχανής συνεχούς ρεύματος που χρησιμοποιούνται στο πείραμά μας. Επιπρόσθετα, αναφέρονται τα βήματα που ακολουθήθηκαν για την κατασκευή του εργαστηριακού μοντέλου και δίνονται τα αποτελέσματα που προέκυψαν από τις μετρήσεις. Τέλος, παρουσιάζονται τα αποτελέσματα των μετρήσεων με τη βοήθεια γραφικών παραστάσεων.
Το κεφάλαιο 6 συνοψίζει τα συμπεράσματα που εξήχθησαν από το πειραματικό μοντέλο.