خلاصه توصيف اختراع سيستم اتوماسيون هوشمند گلخانه با رويكردي بهينه سازي مصرف انرژي با توجه به اهميت بهره برداري بهينه از انرژي (برق، آب، خاك و نيروي انساني) در جهت رشد درآمد ناخالص ملي و تامين مواد غذايي جمعيت رو به رشد كشور استفاده از روش هاي نوين و هوشمند كشاورزي در جهت بهينه سازي مصرف انرژي در زمينه احداث واحد هاي صنعتي گلخانه اي، واحد هاي توليد قارچ و توليد گياهان دارويي امري در خور نياز و اجتناب ناپذير است. همچنين با توجه به اينكه توليد محصولات مرغوب و خارج از كشت فصلي در صنعت كشاورزي و گياهان دارويي از اهميت بسزايي برخوردار است. استفاده از اتوماسيون هوشمند گلخانه با رويكردي بهينه سازي مصرف انرژي امري ضروري مي باشد. در سيستم اتوماسيون هوشمند گلخانه به منظور بهينه سازي مصرف انرژي، ماژول كنترل ميزان رطوبت، ماژول كنترل دما، ماژول كنترل نور گلخانه جهت فتوسنتز بهتر گياهان، سيستم هوشمند تشخيص باران و ماژول كنترل حركت سقف و پنجره به صورت اتوماتيك، سيستم كنترل منابع آبرساني، سيستم هاي تهويه، سيستم مديريت بخش آبياري مورد استفاده قرار گرفته است. در اين سيستم هوشمند در هريك از ماژول هاي كنترلي، پس از اندازه گيري پارامتر (دما، رطوبت، نور و آب) توسط سنسور مناسب، داده ها خروجي سنسور به ميكروكنترلر مربوطه ارسال مي گردد. ميكروكنترلر مربوطه نيز بر مبناي اطلاعات دريافتي از سنسور و مقادير تعيين شده براي پارامتر توسط كاربر و پس از تجزيه و تحليل مناسب و مقايسه مقدار پايه با مقدار دريافتي از سنسور، فرمان خروجي لازم را به عملگرهاي سيستم جهت بهينه سازي مصرف انرژي اعمال مي نمايد.

در اين طرح، يك مبدل AC–DC، 72 پالسه با نرخ كيلو ولت آمپر كاهش يافته به منظور بهبود شاخص هاي كيفيت توان در كاربردهاي جايگزين ارائه شده است. مبدل پيشنهاد شده از يك مبدل 36 پالسه مبتني بر اتوترانسفورماتور با اتصال T بعلاوه مدار دو برابر كننده تعداد پالس تشكيل شده است. مبدل 36 پالسه از دو عدد مبدل AC–DC، 18 پالسه موازي و مدار دو برابر كننده تعداد پالس از ترانسفورماتور مسدود كننده مولفه صفر (ZSBT) و ترانسفورماتور سر وسط (IPR) تپ دار تشكيل شده است. به منظور جايگزيني مبدل هاي شش پالسه موجود با مبدل پيشنهادي (كاربردهاي جايگزين)، مي بايست ساختار اتوترانسفورماتور پيشنهادي به نحو مناسب اصلاح شود تا ولتاژ خروجي مبدل پيشنهادي دقيقا با مبدل شش پالسه موجود يكسان باشد. مبدل هاي 72 پالسه مبتني بر ديگر ساختارهاي اتوترانسفورماتوري، براي ساخت اتوترانسفورماتور به سه عدد ترانسفورماتور تك فاز نياز دارد، در مبدل 72 پالسه پيشنهادي، براي ساخت اتوترانسفورماتور با اتصال T تنها به دو عدد ترانسفورماتور تك فاز نياز است. همچنين مدار دوبرابر كننده تعداد پالس به منظور افزايش تعداد پالس در مبدل 36 پالسه و تبديل آن به مبدل 72 پالسه استفاده شده است.

زاويه بار، يكي از پارامترهاي مهم در ژنراتورهاي سنكرون به شمار مي‌رود، چراكه آگاهي از آن، مي‌تواند نقش تعيين كننده‌اي را در مطالعه پايداري سيستم‌هاي قدرت ايفا كند. همچنين در مدل‌سازي ديناميكي تجهيزات نيروگاهي، اندازه‌گيري زاويه بار به عنوان يكي از پارامترهاي ديناميكي مهم، سهم بسزايي را در تخمين پارامترهاي ديناميكي سيستم دارا مي‌باشد. با اين وجود در نيروگاه‌ها، تجهيزاتي براي اندازه‌گيري اين پارامتر بسيار مهم، وجود ندارد. حتي در تمام مطالعات تحقيقاتي و مقالات علمي منتشر شده در مجلات معتبر علمي و اختراعات ثبت شده در داخل و در سطح بين المللي نيز به منظور محاسبه اين پارامتر بسيار مهم در پايداري نيروگاه از روش هاي تخمين غير مستقيم استفاده مي نمايند. در اين طرح دستگاه منحصر به فرد اندازه‌گيري زاويه بار ژنراتورهاي سنكرون را به صورت بلادرنگ و با دقت بالا، ارائه شده است. براي بدست آوردن زاويه بار، از دو سيگنال استفاده شده است. سيگنال اول خروجي سنسور نوري دورشمار است كه وظيفه تشخيص موقعيت فيزيكي شفت و همچنين اندازه‌گيري دوره تناوب چرخش روتور را بر عهده دارد. سيگنال دوم، يكي از فازهاي ولتاژ ترمينال است كه از PT خروجي ژنراتور گرفته مي‌شود. به منظور پردازش سيگنال‌هاي ورودي كه شامل سيگنال تشخيص موقعيت شفت روتور و سيگنال تشخيص عبور از صفر سيگنال ولتاژ خروجي ژنراتور و به منظور اندازه گيري زاويه بار، بورد پردازشي مبتني بر پردازنده DSPIC33FJ256 استفاده شده است. دستگاه مذكور قابليت نمايش، ذخيره سازي داده روي كارت SD/MMC، خروجي آنالوگ، و همچنين ارسال زاويه بار اندازه‌گيري شده را دارد و به راحتي مي‌توان داده‌هاي مورد نظر را در لحظه و به صورت آنلاين بر روي نمايشگر LCD مشاهده كرد يا براي تحليل آفلاين روي حافظه دستگاه يا ساير تجهيزات ثبت داده، ذخيره‌سازي نمود.

در اين طرح يك مبدل AC-DC پالسه مبتني بر اتوترانسفورماتور چندوجهي نامتقارن ارائه شده است مبدل پيشنهاد شده از سه عدد مبدل AC-DC پالسه موازي تشكيل شده است كه هر مبدل AC-DC 10 پالسه شامل پل ديودي يكسو كننده پنج فاز است اتو ترانسفورماتور مورد استفاده در مبدل 30 پالسه از انعطاف پذيري مناسبي برخوردار مي باشد به طوري كه به راحتي مي توان ولتاژ خروجي آن را تغيير داد و مبدل را در كاربردهاي جايگزين استفاده نمود اين طرح ملزومات استاندارد را در بارهاي متغيير براي كاربردهاي عمومي براورده مي نمايد همچنين كيفيت توان را در خطوط اصلي ACبهبود مي بخشد كه اين بهبود در شاخص ها نظير THD جريان تغذيه ولتاژ تغذيه فاكتور اغتشاش فاكتور جابجايي توان و فاكتور توان لي درباره كامل و كم باري مي باشد مبدل پيشنهادي در تغذيه محركه موتور القايي به روش كنترل مستقيم گشتاور مورد شبيه سازي و تحليل قرار گرفته است نتايج شبيه سازي شامل يك مجموعه از شاخص هاي كيفيت توان در خطوط اصلي AC و باس DC براي محركه موتور القايي به روش كنترل مستقيم گشتاور تغذيه شده از مبدل 6 پالسه به منظور مقايسه عملكردش با مبدل پيشنهادي يم باشد كه نتايج نشان دهنده اين مطلب است كه با استفاده از ساختار پيشنهاد شده در بارهاي متغير THD جريان ورودي به كمتر از 5% و ضريب توان نيز به نزديكي مقدار واحد مي رسد

در اين طرح يك مبدل AC-DC پالسه مبتني بر اتوترانسفورماتور چندوجهي نامتقارن ارائه شده است مبدل پيشنهاد شده از سه عدد مبدل AC-DC پالسه موازي تشكيل شده است كه هر مبدل AC-DC 10 پالسه شامل پل ديودي يكسو كننده پنج فاز است اتو ترانسفورماتور مورد استفاده در مبدل 30 پالسه از انعطاف پذيري مناسبي برخوردار مي باشد به طوري كه به راحتي مي توان ولتاژ خروجي آن را تغيير داد و مبدل را در كاربردهاي جايگزين استفاده نمود اين طرح ملزومات استاندارد را در بارهاي متغيير براي كاربردهاي عمومي براورده مي نمايد همچنين كيفيت توان را در خطوط اصلي ACبهبود مي بخشد كه اين بهبود در شاخص ها نظير THD جريان تغذيه ولتاژ تغذيه فاكتور اغتشاش فاكتور جابجايي توان و فاكتور توان لي درباره كامل و كم باري مي باشد مبدل پيشنهادي در تغذيه محركه موتور القايي به روش كنترل مستقيم گشتاور مورد شبيه سازي و تحليل قرار گرفته است نتايج شبيه سازي شامل يك مجموعه از شاخص هاي كيفيت توان در خطوط اصلي AC و باس DC براي محركه موتور القايي به روش كنترل مستقيم گشتاور تغذيه شده از مبدل 6 پالسه به منظور مقايسه عملكردش با مبدل پيشنهادي يم باشد كه نتايج نشان دهنده اين مطلب است كه با استفاده از ساختار پيشنهاد شده در بارهاي متغير THD جريان ورودي به كمتر از 5% و ضريب توان نيز به نزديكي مقدار واحد مي رسد

در اين طرح يك مبدل AC-DC پالسه مبتني بر اتوترانسفورماتور چندوجهي نامتقارن ارائه شده است مبدل پيشنهاد شده از سه عدد مبدل AC-DC پالسه موازي تشكيل شده است كه هر مبدل AC-DC 10 پالسه شامل پل ديودي يكسو كننده پنج فاز است اتو ترانسفورماتور مورد استفاده در مبدل 30 پالسه از انعطاف پذيري مناسبي برخوردار مي باشد به طوري كه به راحتي مي توان ولتاژ خروجي آن را تغيير داد و مبدل را در كاربردهاي جايگزين استفاده نمود اين طرح ملزومات استاندارد را در بارهاي متغيير براي كاربردهاي عمومي براورده مي نمايد همچنين كيفيت توان را در خطوط اصلي ACبهبود مي بخشد كه اين بهبود در شاخص ها نظير THD جريان تغذيه ولتاژ تغذيه فاكتور اغتشاش فاكتور جابجايي توان و فاكتور توان لي درباره كامل و كم باري مي باشد مبدل پيشنهادي در تغذيه محركه موتور القايي به روش كنترل مستقيم گشتاور مورد شبيه سازي و تحليل قرار گرفته است نتايج شبيه سازي شامل يك مجموعه از شاخص هاي كيفيت توان در خطوط اصلي AC و باس DC براي محركه موتور القايي به روش كنترل مستقيم گشتاور تغذيه شده از مبدل 6 پالسه به منظور مقايسه عملكردش با مبدل پيشنهادي يم باشد كه نتايج نشان دهنده اين مطلب است كه با استفاده از ساختار پيشنهاد شده در بارهاي متغير THD جريان ورودي به كمتر از 5% و ضريب توان نيز به نزديكي مقدار واحد مي رسد

در اين طرح، يك مدار دوبرابر كننده تعداد پالس مبتني بر يكسوكننده پل ديودي تكفاز به منظور افزايش و دوبرابر نمودن تعداد پالس در مبدل هاي چندپالسه ارائه شده است. اين مدار دوبرابر كننده شامل يك تراسفورماتور با سر وسط با سيم پيچ ثانويه و يك يكسوساز پل ديودي تكفاز مي باشد. مداردوبرابر كننده تعداد پالس متعارف موجود، توانايي و قابليت كاهش هارمونيك هاي جريان ورودي را به اندازه كافي دارا نمي باشد، همچنين عبور جريان زياد از ديودها منجر به ايجاد تلفات زياد و عدم كارايي مدار دوبرابر كننده متعارف در توان هاي بالا مي گردد. در اين طرح يك مدار دوبرابر كننده تعداد پالس مبتني بر پل ديودي تكفاز ارائه شده است كه منجر به افزايش تعداد پالس در مبدلهاي چندپالسه و كاهش اعوجاج هارمونيكي جريان بيشتر نسبت به مدار دوبرابر كننده تعداد پالس متعارف مي گردد. همچنين در مدار دوبرابر كننده پيشنهادي بر خلاف مدارهاي دوبرابر كننده متعارف به منظور كاهش جريان عبوري از ديودها از ترانسفورماتور سر وسط با سيم پيچ ثانويه استفاده شده است. كاهش جريان عبوري از پل ديودي تكفاز منجر به كاهش تلفات مدار دوبرابر كننده پيشنهادي نسبت به مدار دوبرابر كننده متعارف مي شود همچنين قابليت استفاده از مدار دوبرابر كننده در بارهاي با جريان زياد را نيز فراهم مي نمايد.

در اين طرح، يك مدار كاهنده اعوجاج هارمونيكي مبتني بر سلف با چهار تپ بعلاوه چهار ديود كمكي به منظور افزايش تعداد پالس در ركتيفايرهاي چندپالسه ارائه شده است. اين مدار كاهنده اعوجاج هارمونيكي شامل يك سلف با چهار تپ و 4 ديود كمكي مي باشد. مدارهاي دو برابر كننده تعداد پالس متعارف موجود، توانايي و قابليت كاهش هارمونيك هاي جريان ورودي در كاربردهاي حساس مطابق با استاندارد IEEE–519 (THDiv>

مدار چند برابر كننده تعداد پالس پسيو مبتني بر ترانسفورماتور بين فاز اصلاح شده به همراه دو عدد يكسوكننده تك فاز در اين طرح، يك مدار چند برابر كننده تعداد پالس پسيو ارائه شده است. اين مدار كاهنده اعوجاج هارمونيكي شامل يك ترانسفورماتور بين فاز اصلاح شده و دو عدد يكسو كننده تك فاز كمكي مي باشد. مدارهاي دو برابر كننده تعداد پالس متعارف موجود، توانايي و قابليت كاهش هارمونيك هاي جريان ورودي در ركتيفايرهاي متعارف مورد استفاده در كاربردهاي خيلي حساس مانند سيستم هاي انرژي الكتريكي هواپيما را بدون استفاده از فيلتر دارا نمي باشد. لذا در اين طرح يك مدار چند برابر كننده تعداد پالس پسيو ارائه شده است كه منجر به افزايش تعداد پالس در ركتيفايرهاي چندپالسه و كاهش اعوجاج هارمونيكي جريان بيشتر نسبت به مدار چند برابر كننده تعداد پالس متعارف مورد استفاده در ركتيفايرها موجود مي گردد.