اطروحة دكتوراه في كلية الهندسة جامعة البصرة تناقش تصميم و تنفيذ العاكس متعدد المستويات مع الخلية الفولتائية كمجهز قدرة لأنظمة التسخين الحثي

نوقشت اطروحة الدكتوراه للطالب اوس هاشم نعمة جامعة البصرة كلية الهندسة قسم الهندسة الكهربائية بعنوان تصميم و تنفيذ العاكس متعدد المستويات مع الخلية الفولتائية كمجهز قدرة لأنظمة التسخين الحثي وتتضمن الاطروحة  التسخين الحثي هي تقنية تسخين المعادن بدون اتصال و التي تستخدم في عدة تطبيقات بمجالات مختلفة. تستخدم في المجال الصناعي

كما في اذابة و لحام المعادن, صناعة الاجهزة المنزلية مثل طباخ التسخين الحثي و نظام تدفئة المياه. تستخدم ايضا في مصانع الادوية و
الاغذية بتضمين تقنية التسخين الحثي في نظام التعليب. المجال الطبي يستخدم التسخين الحثي في علاج الاورام السرطانية.
في هذه الاطروحة, تصميم و بناء نظام التسخين الحثي باستخدام العاكس متعدد المستويات كمجهز قدرة سيتم تغطيته و مناقشته. نظام
التسخين الحثي يتكون من اربعة اجزاء رئيسية: مصدر فولتية مستمر, العاكس متعدد المستويات كمجهز قدرة, مسيطرPLL لتتبع و تثبيت
تردد الرنين, و اخيرا ملف التسخين. هذا العمل يتضمن عدة اجزاء, في الجزء الاول, ملف منظومة التسخين الحثي يتم تصميمه و نمذجته باستخدام برنامج Ansoft
Maxwell . هذا البرنامج يستخدم لدراسة و تحليل تصرف ملف الحث و القطعة المراد تسخينها اثناء عملية التسخين. تحليل التيارات الدوامة و تحليل المغناطيسية تستخدم لقياس الخسائر الاومية , توزيع كثافة التيار و توزيع المجال المغناطيسي.
الجزء الثاني يتضمن نمذجة و محاكاة عاكس قليل المفاتيح ذي الخمس مستويات باستخدام برنامج MATLAB. البنية المقترحة تم اختبارها و مقارنتها مع البنيات التقليدية (cascade H bridge and neutral point clamped inverters).
الجزء الثالث يتضمن نمذجة و محاكاة مسيطر (phase lock loop) لتتبع و تثبيت تردد الرنين باستخدام برنامج MATLAB. الاشارتان المستخدمتان كمداخل للمسيطر (phase lock loop) هما اشارة فولتية العاكس الخارجة و اشارة فولتية متسعة. تمت المقارنة بين منظومتين للتسخين الحثي , احدهما مع بنية العاكس المقترحة ذي الخمس مستويات و الاخرى هي عاكس الجسر الكامل (Full Bridge). الجزء الاخير هو تصميم و بناء نموذج منظومة التسخين الحثي و التي تعمل بمجال الترددات (29.92 الى 90 كيلو هيرتز) و بقدرة تصل الى 1 كيلو واط. المسيطر (FPGA NI-myRIO) مع برنامج واجهة العمل LabVIEW استخدمت لبناء مسيطر PLL المقترح و مقارنته مع خمس انواع مختلفة من طرق السيطرة (التحكم النسبي المشتق المتكامل, التحكم في الوضع الانزلاقي 1 و 2 ,التحكم في الوضع الانزلاقي المتكامل , التحكم الفائق في الالتواء).
اظهرت نتائج التجربة ان برنامج التحكم PLL يستهلك طاقة منخفضة بالمقارنة مع تقنيات
التحكم الاخرى . لقد نجح في تسخين قطع معادن مصنوعة من الحديد و النحاس بفترة زمنية قصيرة.

.