ΤΕΧΝΟΛΟΓΙΚΟ ΕΚΠΑΙ ΕΥΤΙΚΟ Ι ΡΥΜΑ (Τ.Ε.Ι.) ΠΕΙΡΑΙΑ ΕΙ ΙΚΟΣ ΛΟΓΑΡΙΑΣΜΟΣ ΚΟΝ ΥΛΙΩΝ ΕΡΕΥΝΑΣ ΕΡΕΥΝΗΤΙΚΟ ΕΡΓΟ

ΤΕΧΝΟΛΟΓΙΚΟ ΕΚΠΑΙ ΕΥΤΙΚΟ Ι ΡΥΜΑ (Τ.Ε.Ι.) ΠΕΙΡΑΙΑ ΕΙ ΙΚΟΣ ΛΟΓΑΡΙΑΣΜΟΣ ΚΟΝ ΥΛΙΩΝ ΕΡΕΥΝΑΣ ΕΡΕΥΝΗΤΙΚΟ ΕΡΓΟ ««ΑΡΧΙΜΗ ΗΣ ΙΙΙ Ενίσχυση Ερευνητικών Οµάδων στο ΤΕΙ Πειραιά»» ΥΠΟΕΡΓΟ 02: «ΙΕΡΕΥΝΗΣΗ ΤΗΣ ΥΝΑΤΟΤΗΤΑΣ ΕΞΟΙΚΟΝΟΜΗΣΗΣ ΕΝΕΡΓΕΙΑΣ ΣΕ ΥΠΑΡΧΟΝΤΑ DC ΚΙΝΗΤΗΡΙΑ ΣΥΣΤΗΜΑΤΑ ΣΤΟΝ ΕΛΛΑ ΙΚΟ ΧΩΡΟ ΚΑΙ ΤΗΣ ΠΟΙΟΤΗΤΑΣ ΗΛΕΚΤΡΙΚΗΣ ΙΣΧΥΟΣ ΣΤΑ ΣΥΣΤΗΜΑΤΑ ΑΥΤΑ» Περίοδος εργασιών: 01/07/2012 30/6/2013 ΕΠΙΣΤΗΜΟΝΙΚΟΣ ΥΠΕΥΘΥΝΟΣ : ρ. Γεώργιος Ιωαννίδης, Αν. Καθ. ΤΕΙ Πειραιά ΑΙΓΑΛΕΩ, ΙΟΥΛΙΟΣ 2013

Η συγγραφή της παρούσας έκθεση προόδου έγινε από την παρακάτω οµάδα εργασίας: 1. Γεώργιος Χ. Ιωαννίδης, Αν. Καθηγητής, Τµήµα Ηλεκτρολόγων Μηχανικών ΤΕ, ΤΕΙ Πειραιά (Επιστηµονικός Υπεύθυνος). 2. Κων/νος Στ. Ψωµόπουλος, Αν. Καθηγητής, Τµήµα Ηλεκτρολόγων Μηχανικών ΤΕ, ΤΕΙ Πειραιά 3. Σταύρος Καµινάρης, Επ. Καθηγητής, Τµήµα Ηλεκτρολόγων Μηχανικών ΤΕ, ΤΕΙ Πειραιά. 4. Σπύρος Τσιώλης, Καθηγητής Εφαρµογών, Τµήµα Ηλεκτρολόγων Μηχανικών ΤΕ, ΤΕΙ Πειραιά.

ΠΕΡΙΕΧΟΜΕΝΑ ΠΡΟΛΟΓΟΣ... 2 ΕΙΣΑΓΩΓΗ... 3 ΚΕΦΑΛΑΙΟ 1 ο... 7 1.1. ΣΥΝΤΟΜΗ ΠΕΡΙΓΡΑΦΗ ΕΡΓΑΣΙΩΝ... 8 1.2. ΣΥΝΤΟΜΗ ΠΕΡΙΓΡΑΦΗ ΕΡΓΑΣΙΩΝ ΑΝΑ ΜΕΛΟΣ ΟΜΑ ΑΣ ΕΡΓΟΥ... 12 ΚΕΦΑΛΑΙΟ 2 ο ΡΑΣΗ 1: ΟΡΓΑΝΩΣΗ & ΙΑΧΕΙΡΙΣΗ ΕΡΓΟΥ... 17 2.1. ΕΙΣΑΓΩΓΗ... 18 ΚΕΦΑΛΑΙΟ 3 ο ΡΑΣΗ 2: ΜΕΤΡΗΣΕΙΣ ΙΣΧΥΟΣ & ΑΡΜΟΝΙΚΩΝ ΣΥΝΙΣΤΩΣΩΝ... 19 3.1. ΕΙΣΑΓΩΓΗ... 20 3.2. ΠΑΡΑ ΟΤΕΟ.2.1... 20 3.3. ΠΑΡΑ ΟΤΕΟ.2.2... 21 ΚΕΦΑΛΑΙΟ 4 ο ΡΑΣΗ - 3: ΝΕΟΙ ΤΥΠΟΙ ΗΜΙΑΓΩΓΩΝ ΥΨΗΛΗΣ ΤΑΣΗΣ ΧΑΜΗΛΩΝ ΑΠΩΛΕΙΩΝ... 23 4.1. ΕΙΣΑΓΩΓΗ... 24 4.2. ΠΑΡΑ ΟΤΕΟ.3.1... 24 4.3. ΠΑΡΑ ΟΤΕΟ.3.2... 25 ΚΕΦΑΛΑΙΟ 5 ο ΡΑΣΗ 4: DC-DC ΜΕΤΑΤΡΟΠΕΙΣ ΧΑΜΗΛΩΝ ΑΠΩΛΕΙΩΝ... 27 5.1. ΕΙΣΑΓΩΓΗ... 28 ΚΕΦΑΛΑΙΟ 6 ο ΡΑΣΗ 7: ΙΑ ΙΚΑΣΙΕΣ ΚΑΙ ΜΕΤΡΑ ΙΑ ΟΣΗΣ ΤΩΝ ΑΠΟΤΕΛΕΣΜΑΤΩΝ... 29 6.1. ΕΙΣΑΓΩΓΗ... 30 6.2. ΠΑΡΑ ΟΤΕΟ.7.2... 30 ΠΙΝΑΚΑΣ ΣΥΝΗΜΜΕΝΩΝ... 32 1

ΠΡΟΛΟΓΟΣ Η παρούσα έκθεση αποτελεί την Α Ετήσια Έκθεση Προόδου Εργασιών του εγκεκριµένου ερευνητικού έργου µε τίτλο «ιερεύνηση της δυνατότητας εξοικονόµησης ενέργειας σε υπάρχοντα DC κινητήρια συστήµατα στον ελλαδικό χώρο και της ποιότητας ηλεκτρικής ισχύος στα συστήµατα αυτά», το οποίο υλοποιείται στο Τµήµα Ηλεκτρολόγων Μηχανικών ΤΕ της Σχολής Τεχνολογικών Εφαρµογών του Τ.Ε.Ι. Πειραιά στα πλαίσια της πράξης «ΑΡΧΙΜΗ ΗΣ ΙΙΙ: ΕΝΙΣΧΥΣΗ ΕΡΕΥΝΗΤΙΚΩΝ ΟΜΑ ΩΝ ΣΤΟ ΤΕΙ ΠΕΙΡΑΙΑ». Ο σκοπός της έρευνας είναι η ανάπτυξη νέου/νέων συστήµατος/συστηµάτων οδήγησης και ελέγχου για την αναβάθµιση υπαρχόντων DC κινητήριων συστηµάτων µε σκοπό την εξοικονόµηση ηλεκτρικής ενέργειας και τον αποτελεσµατικό έλεγχο της ταχύτητας και της ροπής των συστηµάτων αυτών περιορίζοντας τις ταλαντώσεις που εµφανίζονται στον άξονα των µηχανών αυτών και συνεπώς της µηχανικής καταπόνηση τους. Επίσης, θα µελετηθούν τα προβλήµατα που προκύπτουν από την έγχυση αρµονικών στο δίκτυο προερχόµενες από την παραγόµενη DC τάση (λόγω ανορθώσεως) αλλά και από την λειτουργία των κυκλωµάτων ισχύος (DC drives). 2

ΕΙΣΑΓΩΓΗ 3

Η παρούσα έκθεση αποτελεί την Α Ετήσια Έκθεση Προόδου Εργασιών του εγκεκριµένου ερευνητικού έργου µε τίτλο «ιερεύνηση της δυνατότητας εξοικονόµησης ενέργειας σε υπάρχοντα DC κινητήρια συστήµατα στον ελλαδικό χώρο και της ποιότητας ηλεκτρικής ισχύος στα συστήµατα αυτά», το οποίο υλοποιείται στο Τµήµα Ηλεκτρολόγων Μηχανικών ΤΕ της Σχολής Τεχνολογικών Εφαρµογών του Τ.Ε.Ι. Πειραιά στα πλαίσια της πράξης «ΑΡΧΙΜΗ ΗΣ ΙΙΙ: ΕΝΙΣΧΥΣΗ ΕΡΕΥΝΗΤΙΚΩΝ ΟΜΑ ΩΝ ΣΤΟ ΤΕΙ ΠΕΙΡΑΙΑ». Οι DC ηλεκτρικές µηχανές εξακολουθούν να χρησιµοποιούνται σε αρκετές εφαρµογές στον ελλαδικό χώρο όπως σε βιοµηχανίες παραγωγής και επεξεργασίας χάρτου, σε υφαντουργικές βιοµηχανίες αλλά και σε µέσα µαζικής µεταφοράς όπως στον Ηλεκτρικό Σιδηρόδροµο (Η.Σ.Α.Π.) και στο ΜΕΤΡΟ. Ο έλεγχος αυτών των µηχανών γίνεται συνήθως µε διατάξεις των ηλεκτρονικών ισχύος όπως οι τεµαχιστές τάσης (choppers). Παρόλο που τα κυκλώµατα των ηλεκτρονικών ισχύος θεωρούνται γενικά υψηλής απόδοσης, υπάρχουν ιδιαίτερες τοπολογίες αλλά και ηµιαγώγιµοι διακόπτες που οδηγούν σε ακόµα υψηλότερες αποδόσεις µε αποτέλεσµα την εξοικονόµηση ενέργειας. Σε µεγάλες βιοµηχανίες όπου χρησιµοποιούνται τέτοια συστήµατα αλλά και σε µέσα µαζικής µεταφοράς όπως στον Η.Σ.Α.Π. και στο ΜΕΤΡΟ τα ποσά της ενέργειας που καταναλώνονται είναι ιδιαιτέρως υψηλά και εποµένως η διερεύνηση του δυναµικού εξοικονόµησης ενέργειας αποκτά σηµαντικό ενδιαφέρον. Σε αυτές τις περιπτώσεις εφαρµογής των DC κινητήριων συστηµάτων το κόστος για µετάβαση σε AC συστήµατα πολλές φορές είναι ιδιαίτερα υψηλό και άρα απαγορευτικό και µάλιστα σε κάποιες περιπτώσεις, όπως στο ΜΕΤΡΟ, τα DC κινητήρια συστήµατα είναι σχεδόν καινούργια και άρα η επιλογή της µετάβασης σε AC συστήµατα (AC drives) δεν συζητείται. 4

Από την άλλη πλευρά, η λειτουργία των κυκλωµάτων ελέγχου των DC µηχανών (DC drives) και η παραγωγή της DC τροφοδοσίας αυτών των συστηµάτων, η οποία προέρχεται από Υ/Σ µέσης τάσης στους οποίους γίνεται ανόρθωση της εναλλασσόµενης τάσης, προκαλούν την εµφάνιση ενός πλήθους αρµονικών συνιστωσών στο δίκτυο και µια σειρά από πιθανά προβλήµατα σε αυτό. Εποµένως, η διερεύνηση των προβληµάτων που δηµιουργούνται από την λειτουργία των εν λόγω συστηµάτων στην ποιότητα της παρεχόµενης ηλεκτρικής ενέργειας από το δίκτυο είναι επίκαιρη και σηµαντική. Η µείωση της κατανάλωσης ενέργειας και η αύξηση της ενεργειακής απόδοσης των συστηµάτων αυτών αποτελεί βασική ανάγκη για τη µείωση των επιπτώσεων από τα αέρια του θερµοκηπίου, την εξοικονόµηση τόσο των ενεργειακών πόρων όσο και την προστασία του περιβάλλοντος. Οι δράσεις αυτές αποτελούν προτεραιότητα για όλο τον κόσµο, λόγω της κρισιµότητας την οποία έχουν οι επιπτώσεις του φαινοµένου του θερµοκηπίου. Επιπλέον, η συνεχής αύξηση τη εγκατεστηµένης ισχύος και της ζητούµενης ενέργειας συνεπάγεται αύξηση του συντελεστή χρησιµοποίησης του δικτύου διανοµής ηλεκτρικής ενέργειας, η οποία µπορεί να οδηγήσει στην πρόκληση ακόµα και διακοπής της λειτουργίας του δικτύου (Black Out). Εποµένως, είναι σίγουρο ότι θα απαιτηθεί νέο δίκτυο και εξοπλισµός µε µεγαλύτερη ικανότητα ονοµαστικού φορτίου. Οι δράσεις εξοικονόµησης µειώνουν αυτόν τον κίνδυνο αφού µε τη µείωση της ζητούµενης ηλεκτρικής ισχύος οι υφιστάµενες εγκαταστάσεις µπορούν να εξυπηρετούν µεγαλύτερο αριθµό καταναλωτών και φορτίων. Επιπλέον, η µείωση της ζήτησης ηλεκτρικής ενέργειας στα DC συστήµατα ηλεκτρικής, θα µειώσει τις ανάγκες για παραγωγή ενέργειας, µε άµεσο αποτέλεσµα την αντίστοιχη µείωση όχι µόνο των εκποµπών αλλά και της εισαγωγής καυσίµων. 5

Έτσι, µε αυτό τον τρόπο µειώνονται αντίστοιχα και οι εισαγωγές ορυκτών καυσίµων και ηλεκτρισµού και συνεπώς η εξάρτηση της Ελληνικής οικονοµίας από αυτά. Η προτεινόµενη δράση, διερευνώντας τις δυνατότητες εξοικονόµησης ενέργειας και αύξησης του βαθµού απόδοσης εγκατεστηµένων DC κινητήριων συστηµάτων, θα συµβάλλει σηµαντικά στην προσπάθεια που γίνεται για την µείωση της ηλεκτρικής κατανάλωσης καθώς και στη βελτίωση της ενεργειακής απόδοσης των εγκαταστάσεων αυτών. Σκοπός της πράξης είναι η ανάπτυξη νέου/νέων συστήµατος/συστηµάτων οδήγησης και ελέγχου για την αναβάθµιση υπαρχόντων DC κινητήριων συστηµάτων µε σκοπό την εξοικονόµηση ηλεκτρικής ενέργειας και τον αποτελεσµατικό έλεγχο της ταχύτητας και της ροπής των συστηµάτων. Επίπροσθέτως, θα µελετηθούν τα προβλήµατα που προκύπτουν από την έγχυση αρµονικών στο δίκτυο προερχόµενες από την παραγόµενη DC τάση αλλά και από την λειτουργία των κυκλωµάτων ισχύος. 6

ΚΕΦΑΛΑΙΟ 1 ο ΑΠΟΛΟΓΙΣΜΟΣ ΕΡΓΑΣΙΩΝ 7

1.1. ΣΥΝΤΟΜΗ ΠΕΡΙΓΡΑΦΗ ΕΡΓΑΣΙΩΝ Από την έναρξη του συγκεκριµένου ερευνητικού προγράµµατος και στα πλαίσια των ράσεων στις οποίες αυτό οργανώθηκε έχουν πραγµατοποιηθεί οι ακόλουθες ενέργειες : ράση 1: Οργάνωση και διαχείριση του έργου Αρχική Συνάντηση Εργασίας της Οµάδας Έργου (Kick-off Meeting) κατά την οποία συζητήθηκαν τα ακόλουθα : Καθορισµός Προτεραιοτήτων Έργου Κατανοµή Εργασιών στα µέλη της Κύρια Οµάδας Έργου (ΚΕΟ ) Οµάδας Έργου και της Οµάδας Εξωτερικών Συνεργατών (ΟΕΣ) Ανασκόπηση και δροµολόγηση σχετικών ενεργειών διαχείρισης του έργου σε επικοινωνία / συνεργασία µε τον Ιδρυµατικό Υπεύθυνο Συγγραφή έκθεσης προόδου (µε την παρέλευση δώδεκα (12) µηνών από την έναρξη του έργου). Συγκεκριµένα: Συνάντηση της ΚΕΟ, συγκέντρωση παραδοτέων, αξιολόγηση της πορείας του έργου. Αρχική συγγραφή της ετήσιας έκθεσης. Τελική συγγραφή (διορθώσεις και βελτίωση του περιεχοµένου και της µορφής της). ράση 2: Μετρήσεις ισχύος & αρµονικών συνιστωσών Συνάντηση εργασίας της εµπλεκοµένης Οµάδας Έργου Μετρήσεις πεδίου από τα µέλη της οµάδας Συγγραφή µιας (1) ανακοίνωσης µε αντικείµενο τη µεθοδολογία µετρήσεων και των αρχικών αποτελεσµάτων αυτών. Πιο συγκεκριµένα: 8

Προετοιµασία (βιβλιογραφική έρευνα, συλλογή-ταξινόµησηεπεξεργασία δεδοµένων/πληροφοριών). Αρχική συγγραφή άρθρου. Τελική συγγραφή άρθρου (µετά από διορθώσεις-τροποποιήσεις επί του αρχικού). Συγγραφή µίας (1) αναφοράς (report) µε τα αποτελέσµατα των µετρήσεων και καταγραφών µε την αντίστοιχη ανάλυση και αξιολόγηση τους. Πιο συγκεκριµένα: Προετοιµασία (διάκριση ενοτήτων και ανάθεση εργασιών, βιβλιογραφική αναζήτηση, συγκέντρωση και επεξεργασία των µετρήσεων και καταγραφών). Αρχική συγγραφή της αναφοράς. Τελική συγγραφή (διορθώσεις και βελτίωση του περιεχοµένου και της µορφής της). Συγγραφή µίας (1) ανακοίνωσης µε αντικείµενο τα προβλήµατα στην ποιότητα ισχύος που προκύπτουν από τη λειτουργία dc κινητήριων συστηµάτων µεγάλης ισχύος. Πιο συγκεκριµένα: Προετοιµασία (βιβλιογραφική έρευνα, συλλογή-ταξινόµησηεπεξεργασία δεδοµένων/πληροφοριών). Αρχική συγγραφή άρθρου. Τελική συγγραφή άρθρου (µετά από διορθώσεις-τροποποιήσεις επί του αρχικού). ράση 3: Νέοι τύποι ηµιαγωγών υψηλής τάσης χαµηλών απωλειών Συνάντηση εργασίας της εµπλεκοµένης οµάδας έργου Συγγραφή µιας (1) πτυχιακής εργασίας µε αντικείµενο τους ηµιαγωγούς SiC. Πιο συγκεκριµένα αυτή η υπό-δράση περιλαµβάνονται τα παρακάτω: Εποπτεία-υποστήριξη εκπόνησης. 9

Τελική έγκριση κειµένου. Συγγραφή µίας έκθεσης-ανασκόπησης των ηµιαγωγικών διακοπτών νέας τεχνολογίας (SiC) που θα περιλαµβάνει µοντέλα προσοµοίωσης και τα χαρακτηριστικά των επιδόσεων τους. Πιο συγκεκριµένα: Προετοιµασία (διάκριση ενοτήτων και ανάθεση εργασιών, βιβλιογραφική αναζήτηση, συγκέντρωση στοιχείων). Αρχική συγγραφή. Τελική συγγραφή (διορθώσεις-βελτίωση του περιεχοµένου και της µορφής της έκθεσης). ράση 4: DC-DC µετατροπείς χαµηλών απωλειών Συνάντηση εργασίας της εµπλεκοµένης οµάδας έργου Ανάθεση µιας (1) πτυχιακής εργασίας µε αντικείµενο τους dc-dc µετατροπείς που είναι κατάλληλοι για DC κινητήρια συστήµατα. Πιο συγκεκριµένα: Εποπτεία-υποστήριξη εκπόνησης. Τελική έγκριση κειµένου (υπό εξέλιξη) Συγγραφή µιας (1) έκθεσης-οδηγού τοπολογιών µετατροπέων κατάλληλοι για DC κινητήρια συστήµατα. Προετοιµασία (διάκριση ενοτήτων και ανάθεση εργασιών, συγκέντρωση σχετικής βιβλιογραφίας). Αρχική συγγραφή (υπό εξέλιξη) Τελική συγγραφή (διορθώσεις-τροποποιήσεις επί της αρχικής). (δεν έχει ξεκινήσει) Η συγγραφή και παρουσίαση µιας (1) ανακοίνωση ή δηµοσίευση µε αντικείµενο τους dc-dc µετατροπείς κατάλληλους για DC κινητήρια συστήµατα. 10

Προετοιµασία (βιβλιογραφική έρευνα, συλλογή-ταξινόµησηεπεξεργασία δεδοµένων/πληροφοριών). Αρχική συγγραφή άρθρου. Τελική συγγραφή άρθρου (µετά από διορθώσεις-τροποποιήσεις επί του αρχικού). ράση 7: ιαδικασίες και µέτρα διάδοσης των αποτελεσµάτων Η συγγραφή και παρουσίαση µιας (1) ανακοίνωσης µε αντικείµενο την µεθοδολογία υλοποίησης του ερευνητικού έργου. Προετοιµασία (βιβλιογραφική έρευνα, συλλογή-ταξινόµησηεπεξεργασία δεδοµένων/πληροφοριών). Αρχική συγγραφή άρθρου. Τελική συγγραφή άρθρου (µετά από διορθώσεις-τροποποιήσεις επί του αρχικού). 11

1.2. ΣΥΝΤΟΜΗ ΠΕΡΙΓΡΑΦΗ ΕΡΓΑΣΙΩΝ ΑΝΑ ΜΕΛΟΣ ΟΜΑ ΑΣ ΕΡΓΟΥ Α/Α ΜΕΛΟΣ ΟΜΑ ΑΣ ΕΡΓΟΥ ΣΥΜΜΕΤΟΧΗ ΑΝΑ ΡΑΣΗ (ΠΑΚΕΤΟ ΕΡΓΑΣΙΑΣ) -1: Οργάνωση και διαχείριση του έργου Συναντήσεις προόδου του έργου Συµµετοχή στην ετήσια έκθεση προόδου 1 ΓΕΩΡΓΙΟΣ ΙΩΑΝΝΙ ΗΣ, Αν. Καθ. ΤΕΙ Πειραιά (Επιστηµονικός Υπεύθυνος) -2: Μετρήσεις ισχύος & αρµονικών συνιστωσών Μετρήσεις πεδίου Συµµετοχή στη σύνταξη της αναφοράς του.2.1 Συµµετοχή στην ανακοίνωση του.2.2 Συµµετοχή στην ανακοίνωση/δηµοσίευση του.2.3-3: Νέοι τύποι ηµιαγωγών υψηλής τάσης χαµηλών απωλειών Συµµετοχή στη σύνταξη έκθεσης/ανασκόπησης του.3.1 Συµµετοχή στην εποπτεία πτυχιακής εργασίας του.3.2-4: dc-dc µετατροπείς χαµηλών απωλειών Συµµετοχή στη σύνταξη έκθεσης/οδηγού του.4.1 Συµµετοχή στην εποπτεία πτυχιακής εργασίας του.4.2 Συµµετοχή στην ανακοίνωση/δηµοσίευση του.4.3-7: ιαδικασίες και µέτρα διάδοσης των αποτελεσµάτων Συµµετοχή στην ανακοίνωση του.7.2 2 ΚΩΝ/ΝΟΣ ΨΩΜΟΠΟΥΛΟΣ, Αν. Καθ. ΤΕΙ Πειραιά -1: Οργάνωση και διαχείριση του έργου Συναντήσεις προόδου του έργου Συµµετοχή στην ετήσια έκθεση προόδου -2: Μετρήσεις ισχύος & αρµονικών συνιστωσών Μετρήσεις πεδίου Συµµετοχή στη σύνταξη της αναφοράς του.2.1 Συµµετοχή στην ανακοίνωση του.2.2 12

Α/Α ΜΕΛΟΣ ΟΜΑ ΑΣ ΕΡΓΟΥ ΣΥΜΜΕΤΟΧΗ ΑΝΑ ΡΑΣΗ (ΠΑΚΕΤΟ ΕΡΓΑΣΙΑΣ) Συµµετοχή στην ανακοίνωση/δηµοσίευση του.2.3-3: Νέοι τύποι ηµιαγωγών υψηλής τάσης χαµηλών απωλειών Συµµετοχή στη σύνταξη έκθεσης/ανασκόπησης του.3.1 Συµµετοχή στην εποπτεία πτυχιακής εργασίας του.3.2-4: dc-dc µετατροπείς χαµηλών απωλειών Συµµετοχή στη σύνταξη έκθεσης/οδηγού του.4.1 Συµµετοχή στην εποπτεία πτυχιακής εργασίας του.4.2 Συµµετοχή στην ανακοίνωση/δηµοσίευση του.4.3-7: ιαδικασίες και µέτρα διάδοσης των αποτελεσµάτων Συµµετοχή στην ανακοίνωση του.7.2-2: Μετρήσεις ισχύος & αρµονικών συνιστωσών Μετρήσεις πεδίου Συµµετοχή στη σύνταξη της αναφοράς του.2.1 Συµµετοχή στην ανακοίνωση του.2.2 Συµµετοχή στην ανακοίνωση/δηµοσίευση του.2.3 3 ΓΕΩΡΓΙΟΣ ΒΟΚΑΣ Επ. Καθ. ΤΕΙ Πειραιά -3: Νέοι τύποι ηµιαγωγών υψηλής τάσης χαµηλών απωλειών Συµµετοχή στη σύνταξη έκθεσης/ανασκόπησης του.3.1 Συµµετοχή στην εποπτεία πτυχιακής εργασίας του.3.2-4: dc-dc µετατροπείς χαµηλών απωλειών Συµµετοχή στη σύνταξη έκθεσης/οδηγού του.4.1 Συµµετοχή στην εποπτεία πτυχιακής εργασίας του.4.2 Συµµετοχή στην ανακοίνωση/δηµοσίευση του.4.3-7: ιαδικασίες και µέτρα διάδοσης των αποτελεσµάτων Συµµετοχή στην ανακοίνωση του.7.2 4 ΣΤΕΦΑΝΟΣ ΜΑΝΙΑΣ Καθ. Ε.Μ.Π. -3: Νέοι τύποι ηµιαγωγών υψηλής τάσης χαµηλών απωλειών Συµµετοχή στη σύνταξη έκθεσης/ανασκόπησης του.3.1 Συµµετοχή στην εποπτεία πτυχιακής εργασίας του.3.2-4: dc-dc µετατροπείς χαµηλών απωλειών 13

Α/Α ΜΕΛΟΣ ΟΜΑ ΑΣ ΕΡΓΟΥ ΣΥΜΜΕΤΟΧΗ ΑΝΑ ΡΑΣΗ (ΠΑΚΕΤΟ ΕΡΓΑΣΙΑΣ) Συµµετοχή στη σύνταξη έκθεσης/οδηγού του.4.1 Συµµετοχή στην εποπτεία πτυχιακής εργασίας του.4.2 Συµµετοχή στην ανακοίνωση/δηµοσίευση του.4.3-7: ιαδικασίες και µέτρα διάδοσης των αποτελεσµάτων Συµµετοχή στην ανακοίνωση του.7.2-1: Οργάνωση και διαχείριση του έργου Συναντήσεις προόδου του έργου Συµµετοχή στην ετήσια έκθεση προόδου 5 ΣΠΥΡΟΣ ΤΣΙΩΛΗΣ Καθ. Εφαρµ. ΤΕΙ Πειραιά -2: Μετρήσεις ισχύος & αρµονικών συνιστωσών Μετρήσεις πεδίου Συµµετοχή στη σύνταξη της αναφοράς του.2.1 Συµµετοχή στην ανακοίνωση του.2.2 Συµµετοχή στην ανακοίνωση/δηµοσίευση του.2.3-3: Νέοι τύποι ηµιαγωγών υψηλής τάσης χαµηλών απωλειών Συµµετοχή στη σύνταξη έκθεσης/ανασκόπησης του.3.1 Συµµετοχή στην εποπτεία πτυχιακής εργασίας του.3.2-4: dc-dc µετατροπείς χαµηλών απωλειών Συµµετοχή στη σύνταξη έκθεσης/οδηγού του.4.1 Συµµετοχή στην εποπτεία πτυχιακής εργασίας του.4.2 Συµµετοχή στην ανακοίνωση/δηµοσίευση του.4.3-7: ιαδικασίες και µέτρα διάδοσης των αποτελεσµάτων Συµµετοχή στην ανακοίνωση του.7.2 6 ΠΑΥΛΟΣ ΠΑΧΟΣ Καθ. Εφαρµ. ΤΕΙ Πειραιά -3: Νέοι τύποι ηµιαγωγών υψηλής τάσης χαµηλών απωλειών Συµµετοχή στη σύνταξη έκθεσης/ανασκόπησης του.3.1 Συµµετοχή στην εποπτεία πτυχιακής εργασίας του.3.2-4: dc-dc µετατροπείς χαµηλών απωλειών Συµµετοχή στη σύνταξη έκθεσης/οδηγού του.4.1 Συµµετοχή στην εποπτεία πτυχιακής εργασίας του.4.2 Συµµετοχή στην ανακοίνωση/δηµοσίευση του.4.3 14

Α/Α ΜΕΛΟΣ ΟΜΑ ΑΣ ΕΡΓΟΥ ΣΥΜΜΕΤΟΧΗ ΑΝΑ ΡΑΣΗ (ΠΑΚΕΤΟ ΕΡΓΑΣΙΑΣ) -7: ιαδικασίες και µέτρα διάδοσης των αποτελεσµάτων Συµµετοχή στην ανακοίνωση του.7.2-2: Μετρήσεις ισχύος & αρµονικών συνιστωσών Μετρήσεις πεδίου Συµµετοχή στη σύνταξη της αναφοράς του.2.1 Συµµετοχή στην ανακοίνωση του.2.2 Συµµετοχή στην ανακοίνωση/δηµοσίευση του.2.3 7 ΗΡΑΚΛΗΣ ΒΥΛΛΙΩΤΗΣ Καθ. Εφ. ΤΕΙ Πειραιά -3: Νέοι τύποι ηµιαγωγών υψηλής τάσης χαµηλών απωλειών Συµµετοχή στη σύνταξη έκθεσης/ανασκόπησης του.3.1 Συµµετοχή στην εποπτεία πτυχιακής εργασίας του.3.2-4: dc-dc µετατροπείς χαµηλών απωλειών Συµµετοχή στη σύνταξη έκθεσης/οδηγού του.4.1 Συµµετοχή στην εποπτεία πτυχιακής εργασίας του.4.2 Συµµετοχή στην ανακοίνωση/δηµοσίευση του.4.3-7: ιαδικασίες και µέτρα διάδοσης των αποτελεσµάτων Συµµετοχή στην ανακοίνωση του.7.2 8 ΠΑΝΤΕΛΗΣ ΜΑΛΑΤΕΣΤΑΣ Καθ. ΤΕΙ Πειραιά -4: dc-dc µετατροπείς χαµηλών απωλειών Συµµετοχή στη σύνταξη έκθεσης/οδηγού του.4.1 Συµµετοχή στην εποπτεία πτυχιακής εργασίας του.4.2 Συµµετοχή στην ανακοίνωση/δηµοσίευση του.4.3-7: ιαδικασίες και µέτρα διάδοσης των αποτελεσµάτων Συµµετοχή στην ανακοίνωση του.7.2 9 ΣΤΑΥΡΟΣ ΚΑΜΙΝΑΡΗΣ Επ. Καθ. ΤΕΙ Πειραιά -1: Οργάνωση και διαχείριση του έργου Συναντήσεις προόδου του έργου Συµµετοχή στην ετήσια έκθεση προόδου -2: Μετρήσεις ισχύος & αρµονικών συνιστωσών Μετρήσεις πεδίου Συµµετοχή στη σύνταξη της αναφοράς του.2.1 15

Α/Α ΜΕΛΟΣ ΟΜΑ ΑΣ ΕΡΓΟΥ ΣΥΜΜΕΤΟΧΗ ΑΝΑ ΡΑΣΗ (ΠΑΚΕΤΟ ΕΡΓΑΣΙΑΣ) Συµµετοχή στην ανακοίνωση του.2.2 Συµµετοχή στην ανακοίνωση/δηµοσίευση του.2.3-3: Νέοι τύποι ηµιαγωγών υψηλής τάσης χαµηλών απωλειών Συµµετοχή στη σύνταξη έκθεσης/ανασκόπησης του.3.1 Συµµετοχή στην εποπτεία πτυχιακής εργασίας του.3.2-4: dc-dc µετατροπείς χαµηλών απωλειών Συµµετοχή στη σύνταξη έκθεσης/οδηγού του.4.1 Συµµετοχή στην εποπτεία πτυχιακής εργασίας του.4.2 Συµµετοχή στην ανακοίνωση/δηµοσίευση του.4.3-7: ιαδικασίες και µέτρα διάδοσης των αποτελεσµάτων Συµµετοχή στην ανακοίνωση του.7.2 10 11 12 ΑΛΕΚΟΣ ΚΑΝΝΕΛΟΣ ΕΤΠ ΤΕΙ ΠΕΙΡΑΙΑ ΑΝΤΩΝΙΟΣ ΜΠΕΚΙΑΡΗΣ ΕΤΠ ΤΕΙ ΠΕΙΡΑΙΑ ΙΩΑΝΝΗΣ ΚΟΥΝΤΟΥΡΗΣ -2: Μετρήσεις ισχύος & αρµονικών συνιστωσών Μετρήσεις πεδίου -2: Μετρήσεις ισχύος & αρµονικών συνιστωσών Μετρήσεις πεδίου -2: Μετρήσεις ισχύος & αρµονικών συνιστωσών Μετρήσεις πεδίου 16

ΚΕΦΑΛΑΙΟ 2 ο ΡΑΣΗ 1: ΟΡΓΑΝΩΣΗ & ΙΑΧΕΙΡΙΣΗ ΕΡΓΟΥ ΚΥΡΙΑ ΣΗΜΕΙΑ ΠΑΡΑ ΟΤΕΩΝ 17

2.1. ΕΙΣΑΓΩΓΗ Στα πλαίσια της ράσης - 1 ολοκληρώθηκε η συγγραφή της παρούσας ετήσιας έκθεσης προόδου η οποία και αποτελεί παραδοτέο της δράσης αυτής. 18

ΚΕΦΑΛΑΙΟ 3 ο ΡΑΣΗ 2: ΜΕΤΡΗΣΕΙΣ ΙΣΧΥΟΣ & ΑΡΜΟΝΙΚΩΝ ΣΥΝΙΣΤΩΣΩΝ ΚΥΡΙΑ ΣΗΜΕΙΑ ΠΑΡΑ ΟΤΕΩΝ 19

3.1. ΕΙΣΑΓΩΓΗ Στα πλαίσια της ράσης - 2 ετοιµάστηκαν τρία (3) παραδοτέα (.2.1,.2.2,.2.3) από τα οποία τα δύο (2) ολοκληρώθηκαν (.2.1,.2.2). Συγκεκριµένα ετοιµάστηκε και ολοκληρώθηκε µία (1) αναφορά (.2.1) µε τα αποτελέσµατα των µετρήσεων και καταγραφών µε την αντίστοιχη ανάλυση και αξιολόγηση τους. Επίσης, ετοιµάστηκε και ολοκληρώθηκε µια (1) ανακοίνωση (.2.2) µε αντικείµενο τη µεθοδολογία µετρήσεων και των αρχικών αποτελεσµάτων αυτών. Τέλος ετοιµάστηκε αλλά δεν ολοκληρώθηκε (αποµένει η παρουσίασή της σε διεθνές συνέδριο) µια (1) ανακοίνωση (.2.3) µε αντικείµενο τα προβλήµατα στην ποιότητα ισχύος που προκύπτουν από τη λειτουργία DC κινητήριων συστηµάτων µεγάλης ισχύος. Η αναφορά αλλά και η ανακοίνωση που αναφέρθηκαν παραπάνω αποτελούν τµήµατα των συνηµµένων της παρούσας ετήσια έκθεσης προόδου (συνηµµένα 1 και 2 αντιστοίχως). 3.2. ΠΑΡΑ ΟΤΕΟ.2.1 Το παραδοτέο.2.1 είναι η αναφορά (report) µε τα αποτελέσµατα των µετρήσεων και καταγραφών της ποιότητας ισχύος και της αρµονικής παραµόρφωσης στα συστήµατα ηλεκτροδότησης του ΗΣΑΠ µε την αντίστοιχη ανάλυση και αξιολόγηση τους. Πιο συγκεκριµένα στα πλαίσια της αναφοράς αυτής γίνεται η παρουσίαση των βασικών στοιχείων που αφορούν την ηλεκτροδότηση του συστήµατος του ΗΣΑΠ. Παρουσιάζονται σχετικά διαγράµµατα και βασικές τεχνικές περιγραφές των υποσταθµών έλξης. Ακολούθως γίνεται µια εκτενής θεωρητική ανάλυση των 20

διατάξεων παραγωγής συνεχούς τάσης για τη λειτουργία σου συστήµατος ηλεκτροδότησης που εφαρµόζεται στον ΗΣΑΠ. Μετά τη θεωρητική ανάλυση των συστηµάτων παραγωγής συνεχούς τάσης παρουσιάζεται η διαδικασία εκτέλεσης των µετρήσεων. Στο κεφάλαιο αυτό γίνεται εκτενής ανάλυση των χαρακτηριστικών του οργάνου µέτρησης και των λειτουργιών των και των ρυθµίσεων που χρησιµοποιήθηκαν κατά την εκτέλεση των µετρήσεων καθώς επίσης και οι διαδικασίες και ο τρόπος εκτέλεσης αυτών. Τα µεγέθη που µετρήθηκαν ήταν η ενεργός, άεργος και φαινόµενη ισχύς, η καταναλωθείσα ενέργεια, η αρµονική παραµόρφωση της τάσης και του ρεύµατος και οι αρµονικές συνιστώσες αυτών σε δύο υποσταθµούς, ένα παλιό και ένα νέο, για διάστηµα ενός µηνός σε καθένα από αυτούς. Ακολούθως παρουσιάζονται τα αποτελέσµατα των µετρήσεων ταξινοµηµένα και κατηγοριοποιηµένα ανάλογα µε το είδος της µέτρησης, τόσο σε αριθµητική µορφή όσο και σε µορφή γραφικών παραστάσεων. Στην παρουσίαση αυτή χρησιµοποιήθηκαν κατάλληλα λογισµικά. Στην εν λόγω αναφορά παρουσιάζεται το πρόβληµα των αρµονικών στην ποιότητα της ισχύος γενικά αλλά και σε µεγάλα συστήµατα ηλεκτρικής κίνησης µε την βοήθεια της διεθνούς εµπειρίας όπως αυτή αποτυπώνεται στην διεθνή βιβλιογραφία (έντυπη και ηλεκτρονική). Τέλος, παρουσιάζεται η ανάλυση των γραφηµάτων αυτών και σχολιάζεται η επίδραση του τρόπου µέτρησης στις προδιαγραφές που ορίζουν τα πρότυπα για την ποιότητα της ισχύος. 3.3. ΠΑΡΑ ΟΤΕΟ.2.2 Η ανακοίνωση µε τίτλο «Energy Savings & Power Quality in dc Motor Driving Systems in the Hellenic Territory: Methodology & Early Results» in Control & Automation Session of International Scientific Conference era 7, organized by 21

T.E.I. of Piraeus at T.E.I. Piraeus Campus, 27 29 September 2012 αποτελεί το παραδοτέο.2.2. Σε αυτή την εργασία παρουσιάζονται το ερευνητικό έργο και τα προκαταρκτικά αποτελέσµατα της διερεύνηση της δυνατότητας εξοικονόµησης ενέργειας σε υφιστάµενα συστήµατα DC ηλεκτρικής κίνησης στην Ελλάδα. Ο σκοπός της έρευνας αυτής είναι η ανάπτυξη ενός νέου συστήµατος ηλεκτρικής κίνησης και της αντίστοιχης τεχνικής ελέγχου για την αναβάθµιση των υφιστάµενων DC συστηµάτων κίνησης προκειµένου να µειωθεί η κατανάλωση ισχύος και την ίδια στιγµή να ελεγχθεί αποτελεσµατικά η ταχύτητα και τα χαρακτηριστικά ροπής τους. Επιπλέον, µελετάται η νέα τεχνολογία ηµιαγώγιµων διακοπτών υψηλής τάσης, χαµηλών απωλειών η οποία στηρίζονται στο καρβίδιο του πυριτίου (SiC). Αυτοί οι διακόπτες συγκρίνονται µε την υφιστάµενη τεχνολογία των ηµιαγωγών από πυρίτιο (Si). Επίσης, αναφέρεται ότι σε αυτό το ερευνητικό έργο θα εξεταστεί η δυνατότητα εφαρµογής της θεωρίας του H ελέγχου ή / και της θεωρίας της ασαφούς λογικής µε σκοπό τη βελτιστοποίηση του ελέγχου του DC συστήµατος κίνησης µαζί µε την χρήση DC µετατροπέα χαµηλών απωλειών. Επιπλέον, θα διερευνηθεί η αρµονική παραµόρφωση που παρατηρείται στο σύστηµα τροφοδοσίας λόγω της χρήσης ανορθωτών και παρουσιάζεται η µεθοδολογία για τη µέτρηση των αρµονικών χαµηλής τάξης και των συναφών διαταραχών που εµφανίζονται στο ηλεκτρικό δίκτυο. 22

ΚΕΦΑΛΑΙΟ 4 ο ΡΑΣΗ - 3: ΝΕΟΙ ΤΥΠΟΙ ΗΜΙΑΓΩΓΩΝ ΥΨΗΛΗΣ ΤΑΣΗΣ ΧΑΜΗΛΩΝ ΑΠΩΛΕΙΩΝ ΚΥΡΙΑ ΣΗΜΕΙΑ ΠΑΡΑ ΟΤΕΩΝ 23

4.1. ΕΙΣΑΓΩΓΗ Στα πλαίσια της ράσης - 3 ετοιµάστηκαν και ολοκληρώθηκαν δύο (2) παραδοτέα (.3.1,.3.2). Συγκεκριµένα ετοιµάστηκε και ολοκληρώθηκε µία (1) έκθεση-ανασκόπηση (.3.1) των ηµιαγωγικών διακοπτών νέας τεχνολογίας (SiC) που περιλαµβάνει µοντέλα προσοµοίωσης και τα χαρακτηριστικά των επιδόσεων τους. Επίσης, ετοιµάστηκε και ολοκληρώθηκε µια (1) πτυχιακή εργασία (.3.2) µε αντικείµενο τους ηµιαγωγούς SiC. Τόσο η έκθεση-ανασκόπηση όσο και η εν λόγω πτυχιακή εργασία αποτελούν τµήµατα των συνηµµένων της παρούσας ετήσια έκθεσης προόδου (συνηµµένα 3 και 4 αντιστοίχως). 4.2. ΠΑΡΑ ΟΤΕΟ.3.1 Το παραδοτέο.3.1 είναι η έκθεση-ανασκόπηση των ηµιαγωγικών διακοπτών νέας τεχνολογίας καρβιδίου του πυριτίου (SiC). Πιο συγκεκριµένα, αντικείµενο αυτής της έκθεσης είναι τo JFET (Junction Field Effect Transistor, Τρανζίστορ Επίδρασης Πεδίου Ένωσης) καρβιδίου πυριτίου (Silicon Carbide, SiC), ή αλλιώς SiC-JFET. Η παρούσα έκθεση συνεισφέρει στη γνώση των SiC-JFETs µε την δηµιουργία ενός µοντέλου προσοµοιώσεων για το normally-on SiC-JFET SJDP120R085. Τα SiC-JFETs χρησιµοποιούνται ως ηµιαγωγικοί διακόπτες σε εφαρµογές µετατροπέων ηλεκτρονικών ισχύος. Ο λόγος που τους δίνεται ιδιαίτερη προσοχή είναι τα βελτιωµένα χαρακτηριστικά που παρουσιάζουν, σε σχέση µε τα ηµιαγωγικά στοιχεία πυριτίου, εξαιτίας του υλικού κατασκευής τους (καρβίδιο του πυριτίου-sic). Η συνολική δοµή της εργασίας, έχει ως εξής: Αρχικά γίνεται αναφορά στο Si και το SiC ως υλικά, ενώ στη συνέχεια περιγράφεται η δοµή και των δύο ως χηµικά στοιχεία. Συγκριτικοί πίνακες και περιγραφές,δείχνουν 24

τις γενικές διαφορές στις χαρακτηριστικές ιδιότητες ηµιαγωγικών στοιχείων από SiC και άλλων παραδοσιακών ηµιαγωγών. Ολοκληρώνεται η γενική αναφορά,µε την παρουσίαση όλων των διαθέσιµων τύπων ηµιαγωγών στοιχείων, µε χρήση το καρβίδιο του πυριτίου. Σε επόµενο κεφάλαιο γίνεται αναλυτική παρουσίαση των Τρανζίστορ επίδρασης πεδίου ένωσης JFET, δηλαδή ηµιαγωγικών διακοπτών µε χρήση στοιχείων τεχνολογίας SiC. Περιγράφονται οι διάφοροι εµπορικοί τύποι των FET και γίνεται σύγκριση των χαρακτηριστικών τους. Αποτέλεσµα της σύγκρισης είναι η εξειδίκευση της ερευνάς µας σε συγκεκριµένο τύπο ηµιαγωγού normally-on SiC JFET. Παρουσιάζουµε την δοµή του, τα χαρακτηριστικά του και τη λειτουργία σε ορθή και ανάστροφη πόλωση. Στην συνέχεια, παρατίθεται το ισοδύναµο ηλεκτρικό κύκλωµα του JFET, µέσα από ένα µαθηµατικό µοντέλο καθώς και αυτό που χρησιµοποιεί το πρόγραµµα προσοµοιώσεων SPICE. Τέλος η εξαγωγή του µοντέλου προσοµοιώσεων (SPICE) για τον ηµιαγωγικό διακόπτη-jfet, SJDP120R085 της εταιρίας Semisouth, µας έδωσε την δυνατότητα της µελέτης και εξαγωγής χαρακτηριστικών V-I κατά την ορθή και ανάστροφη λειτουργία του διακόπτη. 4.3. ΠΑΡΑ ΟΤΕΟ.3.2 Το παραδοτέο.3.2 είναι πτυχιακή εργασία µε αντικείµενο τους ηµιαγωγούς SiC. Ο τίτλος της πτυχιακής εργασίας είναι: «Νέοι Τύποι Ηµιαγωγών SiC, Υψηλής Τάσης, Χαµηλών Απωλειών». Πιο συγκεκριµένα: Το αντικείµενο της παρούσας πτυχιακής εργασίας είναι η χρήση των νέων εξαρτηµάτων ισχύος κατασκευασµένα από καρβίδιο του πυριτίου (SiC) σε εφαρµογές ηλεκτρονικών ισχύος. Η πλήρης αξιοποίηση των δυνατοτήτων των ηµιαγωγών SiC στους µετατροπείς αυτούς οδηγεί σε αύξηση της πυκνότητας ισχύος και της απόδοσής τους. Η πτυχιακή είναι δοµηµένη σε οκτώ κεφάλαια και παρακάτω ακολουθεί περίληψη κάθε κεφαλαίου ξεχωριστά. Στο κεφάλαιο 1 επιχειρείται µια πρώτη εισαγωγή στο υλικό καρβίδιο του πυριτίου, στην δοµή, τις ιδιότητές του και στις χρήσεις του στην βιοµηχανία. Στο κεφάλαιο 2 25

γίνεται αναφορά στις απαιτήσεις µερικών τοµέων εφαρµογής όπως στις τηλεπικοινωνίες, στην αυτοκινητοβιοµηχανία και στις ενεργειακές εφαρµογές. Το κεφάλαιο 3 περιλαµβάνει το χάρτη πορείας των ηµιαγώγιµων εξαρτηµάτων ισχύος, µε βάση το υλικό καρβίδιο του πυριτίου SiC. Π.χ. σε συσκευές MOSFET και JFET. Στο κεφάλαιο 4 παρουσιάζεται η σµίκρυνση και η ενσωµάτωση στα ηλεκτρονικά ισχύος. Στο κεφάλαιο 5 επισηµαίνονται τα πλεονεκτήµατα των MOSFETs έναντι των JFETs ένα εκ των οποίων, και πιο σηµαντικό, είναι ότι τα MOSFET αποτελούν συσκευές NORMALLY OFF σε σχέση µε τα JFETs τα οποία συνήθως είναι σε κατάσταση NORMALLY ON. Αυτό σηµαίνει ότι αυτά τα JFET άγουν εάν δεν εφαρµόζεται τάση στην πύλη και η ξαφνική απώλεια του ελέγχου µπορεί να οδηγήσει σε βραχυκύκλωµα. Μια µέθοδος για να ξεπεραστεί το γεγονός ότι το Si JFET είναι NORMALLY ON, είναι το "ζευγάρι Baliga" ή συνδυασµένο κύκλωµα "Cascode" όπου το ζευγάρι JFET-MOSFET µπορεί να λειτουργήσει στην κατάσταση αποκοπής (NORMALLY OFF). Στο κεφάλαιο 6 παρουσιάζεται ένα αναλυτικό µοντέλο για µία κάθετη διπλή εµφύτευση ηµιαγωγού µετάλλου-οξειδίου (doubly-implanted MOS, DIMOS) δοµής τρανζίστορ σε 4H-SiC, η µοντελοποίησή του και η ανάπτυξη του µοντέλου SPICE τα οποία αποτελούν µέρος των προσπαθειών της οµάδας ερευνητών για υλικά, συσκευές και ηλεκτρονικά ισχύος στο Πανεπιστήµιο του Τένεση και στην Εθνική βιβλιοθήκη του Oak Ridge. Στο κεφάλαιο 7 παρουσιάζονται οι διόδοι SiC Schottky Barrier (SBD) και οι εφαρµογές τους και πραγµατοποιείται διερεύνηση στον τρόπο αξιοποίησης των πλεονεκτηµάτων των διόδων SiC Schottky Barrier (SBD) σε εφαρµογές εµπορικών λειτουργικών µονάδων. Εν τέλει, στο κεφάλαιο 8 γίνεται παράθεση των συµπερασµάτων βάση των προαναφερθέντων στοιχείων και δεδοµένων. 26

ΚΕΦΑΛΑΙΟ 5 ο ΡΑΣΗ 4: DC-DC ΜΕΤΑΤΡΟΠΕΙΣ ΧΑΜΗΛΩΝ ΑΠΩΛΕΙΩΝ ΚΥΡΙΑ ΣΗΜΕΙΑ ΠΑΡΑ ΟΤΕΩΝ 27

5.1. ΕΙΣΑΓΩΓΗ Στα πλαίσια της ράσης - 4 έχουν καθοριστεί τρία (3) παραδοτέα (.4.1,.4.2,.4.3) από τα οποία κανένα δεν ολοκληρώθηκε µέσα στο πρώτο χρόνο του υποέργου. Συγκεκριµένα, το παραδοτέο.4.3 το οποίο αφορά σε ανακοίνωση σε διεθνές συνέδριο έχει γίνει αποδεκτό προς παρουσίαση και αποµένει ή ίδια η παρουσίασή του και η απόκτηση των πρακτικών του συνεδρίου που το συµπεριλαµβάνουν. Ο τίτλος της ανακοίνωσης είναι «AC-DC & DC-DC Converters for DC Motor Drives, Review of basic topologies», και θα ανακοινωθεί στο International Conference on Electronics and Communication Systems 2013, 16-19 July Rhodes, Greece. Επίσης, έχει ήδη ανατεθεί η πτυχιακή εργασία µε αντικείµενο τους DC-DC µετατροπείς που είναι κατάλληλοι για DC κινητήρια συστήµατα. Με την ολοκλήρωση του πρώτου έτους βρισκόµαστε στο τελικό στάδιο της συγγραφής της και του τελικού ελέγχου της. Στη λίστα µε τα συνηµµένα έχει συµπεριληφθεί η εκτύπωση του ηλεκτρονικού µηνύµατος (email) αποδοχής της παραπάνω ανακοίνωσης (συνηµµένο 5). 28

ΚΕΦΑΛΑΙΟ 6 ο ΡΑΣΗ 7: ΙΑ ΙΚΑΣΙΕΣ ΚΑΙ ΜΕΤΡΑ ΙΑ ΟΣΗΣ ΤΩΝ ΑΠΟΤΕΛΕΣΜΑΤΩΝ ΚΥΡΙΑ ΣΗΜΕΙΑ ΠΑΡΑ ΟΤΕΩΝ 29

6.1. ΕΙΣΑΓΩΓΗ Στα πλαίσια της ράσης - 7 έχουν καθοριστεί δύο (2) παραδοτέα (.7.1,.7.2) από τα οποία ολοκληρώθηκε το δεύτερο (.7.2) µέσα στο πρώτο χρόνο του υποέργου. Το παραδοτέο.7.2 είναι µια ανακοίνωση µε αντικείµενο το ερευνητικό έργο και τα προκαταρκτικά του αποτελέσµατα. Η εργασία αυτή έχει πραγµατοποιηθεί. Η ανακοίνωση που αναφέρθηκε παραπάνω αποτελεί τµήµα των συνηµµένων της παρούσας ετήσια έκθεσης προόδου (συνηµµένο 6). 6.2. ΠΑΡΑ ΟΤΕΟ.7.2 Το παραδοτέο.7.2 αφορά σε ανακοίνωση µε τίτλο «Investigation of the Possibility of Energy Saving in dc Motor Driving Systems in the Hellenic Territory: Methodology & Early Results» η οποία παρουσιάστηκε στο διεθνές συνέδριο 8 th Mediterranean Conference on Power Generation, Transmission and Energy Conversion, 1-3 October, Cagliari, Italy. Σε αυτή την εργασία παρουσιάζεται το ερευνητικό έργο και τα προκαταρκτικά αποτελέσµατα της διερεύνηση της δυνατότητας εξοικονόµησης ενέργειας σε υφιστάµενα συστήµατα DC ηλεκτρικής κίνησης στην Ελλάδα. Ο σκοπός της έρευνας αυτής είναι η ανάπτυξη ενός νέου συστήµατος ηλεκτρικής κίνησης και της αντίστοιχης τεχνικής ελέγχου για την αναβάθµιση των υφιστάµενων DC συστηµάτων κίνησης προκειµένου να µειωθεί η κατανάλωση ισχύος και την ίδια στιγµή να ελεγχθεί αποτελεσµατικά η ταχύτητα και τα χαρακτηριστικά ροπής τους. Επιπλέον, µελετάται η νέα τεχνολογία ηµιαγώγιµων διακοπτών υψηλής τάσης, χαµηλών απωλειών οι οποίοι στηρίζονται στο καρβίδιο του πυριτίου (SiC). Αυτοί οι διακόπτες συγκρίνονται µε την υφιστάµενη τεχνολογία των ηµιαγωγών από πυρίτιο (Si). Επίσης, αναφέρεται ότι σε αυτό το ερευνητικό έργο θα εξεταστεί η δυνατότητα εφαρµογής της θεωρίας 30

του H ελέγχου ή / και της θεωρίας της ασαφούς λογικής µε σκοπό τη βελτιστοποίηση του ελέγχου του DC συστήµατος κίνησης µαζί µε την χρήση DC µετατροπέα χαµηλών απωλειών. 31

ΠΙΝΑΚΑΣ ΣΥΝΗΜΜΕΝΩΝ 1. Αναφορά (report): «ΜΕΤΡΗΣΕΙΣ ΙΣΧΥΟΣ ΚΑΙ ΑΡΜΟΝΙΚΗΣ ΠΑΡΑΜΟΡΦΩΣΗΣ ΣΕ DC ΚΙΝΗΤΗΡΙΑ ΣΥΣΤΗΜΑΤΑ». 2. Ανακοίνωση µε τίτλο «Energy Savings & Power Quality in dc Motor Driving Systems in the Hellenic Territory: Methodology & Early Results», Control & Automation Session of International Scientific Conference era 7, 27 29 September 2012, Egaleo, Greece. 3. Έκθεση-ανασκόπηση: «Ηµιαγωγικοί διακόπτες νέας τεχνολογίας καρβιδίου του πυριτίου (SiC)». 4. Πτυχιακή εργασία: «Νέοι Τύποι Ηµιαγωγών SiC, Υψηλής Τάσης, Χαµηλών Απωλειών», Τµήµα Ηλεκτρολόγων Μηχανικών ΤΕ, ΤΕΙ Πειραιά 5. Αποδοχή ανακοίνωσης ερευνητικής εργασίας µε τίτλο: «AC-DC & DC- DC Converters for DC Motor Drives Review of basic topologies» στο International Conference on Electronics and Communication Systems 2013, 16-19 July Rhodes, Greece 6. Ανακοίνωση µε τίτλο «Investigation of the Possibility of Energy Saving in dc Motor Driving Systems in the Hellenic Territory: Methodology & Early Results», 8 th Mediterranean Conference on Power Generation, Transmission and Energy Conversion, 1-3 October, Cagliari, Italy 32