الهندسة الكهربائية

أدى الاستخدام المتزايد للعاكسات في تطبيقات التوليد الكهربائي الموزع وتخزين الطاقة إلى زيادة الاهتمام بكفاءة هذه الأجهزة في السنوات الأخيرة.

تستخدم العديد من المرافق التجارية نظام توزيع ثلاثي الأطوار بأربعة أسلاك، حيث أن الأحمال أحادية الطور المتصلة في أي من المراحل الثلاث تعود بالتيار من خلال نفس الموصل المحايد.

تعد محولات مصدر الجهد متعدد المستويات جذابة ومقبولة على نطاق واسع لتطبيقات الجهد المتوسط عالية الطاقة، مثل أنظمة النقل والمعوض المتزامن الثابت وتطبيقات توربينات الرياح.

تلعب مزامنة الشبكة دوراً مهماً في أنظمة تحويل الطاقة، مثل أنظمة التوليد الموزعة ومرشحات الطاقة النشطة (APF) ومُعادِدات الجهد الديناميكي ومولدات (var) الثابتة (SVG).

تجعل محولات إلكترونيات القدرة (PECs) شبكة التوزيع الكهربائية أكثر مرونة من خلال دمج أنواع مختلفة من المصادر والأحمال ووحدات التحكم الرقمية.

شهد العقد الماضي اهتماماً أكاديمياً واسعاً بالآلات الكهربائية متعددة المراحل (الأطوار) وأنظمة التشغيل للتطبيقات الصناعية المختلفة، كما يمكن القول إن الاهتمام بأنظمة ترتيب المرحلة العالية.

تم استكشاف التحكم التنبئي بنموذج التحكم المحدود (FCS-MPC) لمحركات الآلة الكهربائية، وكذلك محولات الطاقة في السنوات الأخيرة، كما أنه من المعروف أن (FCS-MPC) تمتلك مزايا محددة.

تعتبر المحولات متعددة المستويات من النوع (T -MLCs) هي بمثابة طوبولوجيا عنصر المحولات المخفضة التي تم تطويرها لمحول الصمام الثنائي التقليدي (DCC).

لقد أتاحت التطورات الأخيرة في مجال الآلات الكهروستاتيكية للآلات المتزامنة الكهروستاتيكية (SEMs) المثارة بطريقة منفصلة التركيب وتحقيق كثافة عزم الدوران.

في الوقت الحاضر، تنمو أجيال طاقة الرياح بسرعة في جميع أنحاء العالم وأصبحت واحدة من أكثر تقنيات التوليد المتجددة الواعدة، ومن بين الأنواع المختلفة لنظام تحويل طاقة الرياح (WECS).

من الشائع بشكل متزايد أن تتكون الشبكات الدقيقة من محولات إلكترونية متعددة الطاقة (PE) مترابطة بإحكام، وفي الواقع، كما توجد الشبكات الدقيقة متعددة المحولات.

يجب إجراء التحقق من صحة واختبار محولات القيادة لضمان الكفاءة والأداء المناسبين في المرحلة النهائية من تطوير معدات إمداد الطاقة المختبرة ثلاثية الطور.

تتطلب محركات الأقراص الحثية عالية الأداء (IM) استجابة ديناميكية سريعة وقوة متغيرة للمعلمات وقدرات رفض وتنفيذ بسيط للبرامج والأجهزة، بحيث يعد التحكم الميداني (FOC).

تعد أنظمة تشغيل الآلات الكهربائية نقطة أساسية لتطبيقات المركبات الكهربائية (EV) والمركبات الكهربائية الهجينة (HEV)، بحيث تم استخدام محرك متزامن مغناطيسي دائم.

يعد المحرك المتزامن ذو المغناطيس الدائم (PMSM) جذاباً لمجموعة متنوعة من التطبيقات، وذلك نظراً لكفاءته العالية وكثافة طاقته، وفي بعض التطبيقات الهامة.

في السنوات الأخيرة، ازداد استخدام محركات التيار المستمر عديمة الفرشاة (BLDCMs) في العديد من التطبيقات مثل أدوات التحكم في العمليات الصناعية وأدوات الآلات الدقيقة.

يمكن أن يؤدي استخدام خصائص المصدر والتحميل لنظام تخزين الطاقة إلى تقليل التقلب والعشوائية لتوليد الطاقة المتجددة وجعل توليد الطاقة المتجددة أسهل لنظام الطاقة.

مع الخصائص الفائقة والتوافر التجاري، كما تجد الأجهزة ذات فجوة النطاق العريض (WBG) تطبيقاتها تدريجياً، وذلك بالمقارنة مع نظائر السيليكون (Si).

في صناعة الطاقة الكهربائية، يعد التزامن الزمني لبيانات القياس أحد المتطلبات الأكثر أهمية لأنظمة مراقبة المنطقة الواسعة لأنه يتيح تحديد زوايا الطور لجميع التفرعات.

يشيع استخدام المحركات الكهربائية التعريفية في الصناعات لمختلف التطبيقات، كما تعمل هذه المحركات على عامل طاقة متأخر مما يسبب مشاكل في جودة الطاقة في (PCC).

مع استمرار انتشار الأنظمة الكهروضوئية على الأسطح ووحدات تخزين الطاقة المنزلية في الأماكن السكنية، يتغير مشهد أنظمة التوزيع بسرعة،

تم اعتبار أجهزة الشحن المتكاملة للمركبات الكهربائية منذ أكثر من ثلاثين عاماً، ومع ذلك فقد أصبحوا محور تركيز الأوساط الأكاديمية والصناعية في الآونة الأخيرة فقط،

العوامل التقنية التي تساهم في التبني النهائي للتيار المتردد (ac) على التيار المباشر (dc) في تسعينيات القرن التاسع عشر تشكل تزاوجاً بين تطورات المحولات العملية والأنظمة متعددة الأطوار

شبكة الطاقة أو الشبكة الكهربائية (EG) هي بنية تحتية مترابطة توفر الكهرباء للمستهلكين من المنتجين، بحيث تم إنشاء الشبكة الكهربائية التقليدية (TEG) على مدار (100) عام.

يتم استخدام المحركات المتزامنة ذات المغناطيس الدائم (PMSM) في مجالات أجهزة التيار المتردد، بحيث تتمتع (PMSM) بالعديد من المزايا، بما في ذلك الأحجام الصغيرة والهياكل البسيطة.

إن الحاجة إلى تحديث الشبكة لتمكينها من تلبية احتياجات المستقبل مقبولة جيداً، وقد أدى ذلك إلى مفهوم الشبكة الذكية كمسار لزيادة ذكاء الشبكة الكهربائية لتلبية متطلبات المستقبل.

إن تركيز مشغلي شبكات الطاقة على ضمان الاقتصاد في تشغيل الطاقة الكهربائية، وذلك مع مراعاة أقصى قدر من الاهتمام للحفاظ على حدود أمان النظام الكهربائي.

يكتسب مفهوم (Microgrids-MGs) زخماً كبيراً كحل رئيسي وفعال من حيث التكلفة لدمج موارد الطاقة الموزعة (DERs) في شبكات الطاقة الكهربائية.

في السنوات الأخيرة، تم تعديل هيكل الطاقة في الصين باستمرار مع مشاكل الطاقة والبيئة، كما استمرت مصادر الطاقة الموزعة ومعدات تخزين الطاقة في الظهور.

أدى التطور التكنولوجي إلى تغيير تدريجي في الطريقة التي تطورت بها المجتمعات الحديثة، مما تسبب في زيادة كبيرة في الطلب على الطاقة لكل فرد سنوياً،