%37تخفیف

دانلود پروژه:بررسی عملکرد موتور سه فاز مغناطیس دائم به عنوان موتور سنکرون و موتور جریان مستقیم بدون جاروبک (BLDC)

تعداد 62صفحه فایل word قابل ویرایش

Site: www.filenaab.ir

کارشناسی ارشد رشته برق (.M.Sc)

گرایش: قدرت

 

عنوان:

بررسی عملکرد موتور سه فاز مغناطیس دائم به عنوان موتور سنکرون و موتور جریان مستقیم بدون جاروبک (BLDC)

بررسی موضوع پایان­نامه

موتورهای با آهنربای دائم (PM) می­توانند هم بصورت سنکرون و هم موتورهای DC بدون جاروبک عمل کنند. در هر کدام از این حالت­ها، این موتور شامل یک استاتور سیم­پیچی شده و یک روتور است. استاتور می­تواند دارای یک سیم­پیچ تکفاز یا چند فاز باشد که گاهی اوقات سیم­پیچ آرمیچر (شکل 1-1) نامیده می­شود. روتور تنها دارای آهنرباهای دائم است.

دو نوع روتور وجود دارد.

  • روتور قطب برجسته (شکل 1-1 ): بیشتر برای ماشین­های با سرعت پائین استفاده می­شود.

  • روتور استوانه­ای (شکل 1-2 ): معمولا در ماشین­های سرعت بالا به­کار می­رود.

شکل 1-1 طرح PM سه­فاز، موتور قطب برجسته با آهنرباهای داخلی در روتور.

در هر دو حالت، می­توان PM را بر روی سطح روتور قرار داد (به شکل1-2 نگاه کنید) یا در داخل روتور نصب کرد. هم­چنین با توجه به (شکل1-1) از آنجا که هیچ سیم­پیچی در روتور وجود ندارد (که از طریق جاروبک­ها تغذیه می­شود)، ماشین­های PM AC ماشین­های PM بدون جاروبک هم نامیده می­شوند. روتور موتور PM AC  بصورت سنکرون با میدان مغناطیس تولید شده توسط سیم­پیچ استاتور می­چرخد. در شروع به کار کردن موتور، روتور دارای سرعت صفر است. بخاطر اینرسی بالای آن، موتور نمی­تواند بطور آنی به سرعت سنکرون برسد. با این حال، اگر سیم­پیچ استاتور را با فرکانس تامین کنیم سرعت بطور تدریجی از 0 به مقدار نامی آن افزایش می­یابد. برای انجام آن، موتور باید از یک اینورتر فرکانس متغیر تغذیه ­شود.

شکل 1-2 طرح موتور PM سه­فاز با آهنرباهای سطحی بر روی روتور استوانه­ای.

می­توان فرکانس را با فرکانس مرجع مطلوب (شکل 1-3 را مشاهده کنید) کنترل کرد، یا خودموتور می­تواند یک مقدار فرکانس مناسب مورد نیاز برای سرعت واقعی آن را تنظیم کند. در حالت دوم، موتور باید مجهز به یک سنسور سرعت یا موقعیت شود (شکل 1-4). موتور PM AC با فرکانس کنترل شده به روش اول که در بالا تشریح شد بصورت یک موتور سنکرون عمل می­کند. از سوی دیگر، اگر عملیات با «فرکانس خود کنترل شده» همانطور که در حالت دوم در بالا تشریح شد باشد، بنابراین این عملیات از آن یک موتور DC بدون جاروبک است.

زمانی­که موتور PM AC در هر یک از مدهای فوق (یعنی موتور سنکرون یا موتور DC بدون جاروبک) کار کند، عملیات متفاوتی خواهد داشت. از این­رو، مشخصات الکترومکانیکی آن دارای تفاوت قابل ملاحظه­ای خواهد بود. هدف این پروژه تعیین و مطالعه­ی این تفاوت­ها در عملکرد هر مد ویژه­ی عملیاتی است.

فهرست مطالب

عنوان

صفحه

چکیده

فصل اول: کلیات تحقیق

1-1           بررسی موضوع پایان نامه

2

1-2           اهداف پایان نامه

4

1-3           طرح کلی پایان نامه

5

فصل دوم: تشریح موتور مورد بررسی

2-1           تشابه ها و تفاوت هادر ساختار موتورهای سنکرون و BLDC

7

2-2           داده های موتور مورد مطالعه

9

فصل سوم : عملیات موتور DC بدون جاروبک

3-1           دینامیک های موتورBLDC

12

3-1-1  مدل دینامیکی موتور BLDC

12

3-1-2  شبیه سازی دینامیک های موتور

16

3-2           عملکرد موتور BLDC در حالت ماندگار

19

3-2-1 موتور BLDC و موتور دی سی PM با جاروبک

19

3-2-2 مدل حالت ماندگار موتور BLDC

23

3-2-3 مشخصات عملکرد در حالت ماندگار

26

فصل چهارم: عملیات موتور سنکرون

4-1           دینامیک های موتور سنکرون

30

4-1-1 مدل دینامیکی موتور سنکرون

30

4-1-2 شبیه سازی دینامیک های موتور

31

4-2           مدل Dq موتور سنکرون

36

4-3           مدل حالت پایدار موتور سنکرون

39

4-3-1 مدل مدار معادل

39

4-3-2 ویژگی های توان و گشتاور

41

4-3-3 مشخصات عملکرد موتور در حالت ماندگار

44

فصل پنجم: نتیجه گیری

منابع

47

پیوست ها

50

فهرست جدول ها

عنوان

صفحه

جدول 2-1 داده­های موتور مورد مطالعه

9

جدول 2-2 پارامترهای الکتریکی و مکانیکی موتور.

10

جدول 3-1 پارامترهای الکترومکانیکی موتور BLDC در حالت ماندگار

19

جدول4-1 پارامترهای الکترومکانیکی موتور سنکرون تحت شرایط نامی.

34

جدول 4-2 پارامترهای مدار معادل.

44

فهرست شکل ها

عنوان

صفحه

شکل 1-1 طرح PM سه­فاز، موتور قطب برجسته با آهنرباهای داخلی در روتور.

2

شکل 1-2 طرح موتور PM سه­فاز با آهنرباهای سطحی بر روی روتور استوانه­ای.

3

شکل1-3 طرح مدار تغذیه­ی موتور PM سنکرون

3

شکل 1-4 طرح مدار تغذیه­ی موتور PM DC بدون جاروبک

4

شکل 2-1 موتور با سیم­پیچ­های متمرکز 3فازی

7

شکل 2-2 دیاگرام نشان دهنده­ی سیم­پیچ­های 3فازی با : (الف) کویل­های گسترده­ی همپوشانی، (ب) کویل­های متمرکز.

8

شکل 2-3  نمودارهای مدار اینورتر­های 3فازی : (الف) مدل تک­قطبی، (ب) اینورتر دو قطبی.

8

شکل2-4 موتور PM سه­فازی تولید شده توسط شرکت موتورسافت.

10

شکل 3-1 مدار معادل موتور BLDC  PM  3فازی.

12

شکل 3-2 نمایش تصویری معادله 3-1. [5].

13

شکل 3-3  شکل زاویه­ی  موقعیت روتور

14

شکل 3-4 طرح سیستم مکانیکی.

15

شکل 3-5 الف بلوک دیاگرام عملیات موتور BLDC است.

17

شکل 3-5 ب بلوک دیاگرام پشت زیرسیستم نشان داده شده در شکل3-5 الف

شکل 3-6 شکل­موج­های کمیت­های الکترومکانیکی بدست آمده از : (الف) فرایند راه­اندازی موتور BLDC، (ب) حالت ماندگار.

18

شکل 3-7 نمودار موتور کموتاتور DC، که بصورت تصویری عملیات آن را نشان می­دهد.

20

شکل3-8 دیاگرام موتور DC با 3کویل یا 3 فاز در آرمیچر : (الف) کویل­ها توسط کموتاتور مکانیکی کموتاسیون می­شوند، (ب) کویل­ها توسط کموتاتور الکترونیکی (اینورتر) کموتاسیون می­شوند.

20

شکل3-9 طرح موتور DC با سیم­پیچ با اتصال ستاره­ی 3فازی: (الف) با کموتاتور مکانیکی (سیم­پیچ قرار گرفته در روتور)، (ب) با اینورتر (سیم­پیچ در استاتور است و قطب­های آهنربا می­چرخند)

21

شکل 3-10 موقعیت­های روتور در دو لحظه­ی متوالی : (الف) در زمان ، (ب) در زمان  و (ج) موقعیت­های متقابل شار آرمیچر با توجه به موقعیت شار میدان در دو لحظه زمانی. (شکل ادامه دارد).

22

شکل 3-11 گشتاور (T) و شکل­موج­های نیروی الکتروجنبشی (E) : (الف) با فازهای بیشتر، (ب) با یک موتور 3 فاز.

23

شکل3-12 دیاگرام مداری آرمیچر موتور دی سی با جاروبک

23

شکل3-13 مدل مداری معادل موتور با جاروبک با اندوکتانس آرمیچر

25

شکل3-14 مشخصات سرعت و جریان -گشتاور تعیین شده در حالت ماندگار  از روی شبیه­سازی دینامیک.

26

شکل3-15 مشخصات به­دست آمده از هر دو مدل موتور BLDC و مدل موتور DC جاروب پس  از اینکه به حالت ماندگار و مدل موتور DC با جاوبک می­رسد (خط پیوسته)

29

شکل4-1 تشریح عملیات موتور سنکرون

30

شکل4-2 الف دیاگرام مدار معادل ABC.

31

شکل4-2.ب سمت موتور شکل4-2 الف

31

شکل3-4 بلوک دیاگرام عملیات موتور سنکرون.

33

شکل4-4 شکل موج­های کمیت­های الکتریکی و مکانیکی : (الف) پس از اتصال موتور به ولتاژ تغذیه 42V در سرعت نامی روتور، (ب) در حالت ماندگار (شکل ادامه دارد)

34

شکل4-5 نمودار فازوری نشان­دهنده­ی زوایه­ها، ولتاژها و جریان.

35

شکل 4-6 شکل موج کمیت­های نمودار فازور با گشتاور بار 0.86 N.m در حالت ماندگار

35

شکل4-7 طرح سیستم ABC و dq.

36

شکل 4-8 الف بلوک دیاگرام سیستم dq موتور سنکرون.

38

شکل 4-8 ب زیر سیستم در پشت  بلوک «موتور واقعی»در شکل4-8 الف.

38

شکل 4-8 ج زیر سیستم درپشت  بلوک “dq ®abc” در شکل 4-8 ب.

39

شکل 4-9  مدار معادل ماشین سنکرون : (الف) راکتانس واکنش آرمیچر،  راکتانس نشت آرمیچر  ، (ب) راکتانس سنکرون ، (ج) امپدانس آرمیچر  (شکل ادامه دارد)

40

شکل4-10 نمودار فازور ایجاد شده برای  

44

شکل 4-11 مشخصات زاویه­ه توان-گشتاور

44

شکل 4-12.الف مشخصات مدل­های حالت ماندگار و دینامیکی برای موتور سنکرون.

45

شکل 4-12.ب مثلث زاویه (d) و عامل قدرت (fi)cos به دست آمده از مدل­های حالت ماندگار (خطوط پیوسته) و مدل­های دینامیک.

45

قبلا حساب کاربری ایجاد کرده اید؟
گذرواژه خود را فراموش کرده اید؟
Loading...
enemad-logo