باسمه تعالی مادی و معنوی این اثر متعلق به دانشگاه تربیت دبیر شهید رجایی میباشد.

Σχετικά έγγραφα
روش محاسبه ی توان منابع جریان و منابع ولتاژ

محاسبه ی برآیند بردارها به روش تحلیلی

تئوری جامع ماشین بخش سوم جهت سادگی بحث یک ماشین سنکرون دو قطبی از نوع قطب برجسته مطالعه میشود.

فصل چهارم : مولتی ویبراتورهای ترانزیستوری مقدمه: فیدبک مثبت

ﯽﺳﻮﻃ ﺮﯿﺼﻧ ﻪﺟاﻮﺧ ﯽﺘﻌﻨﺻ هﺎﮕﺸﻧاد

آزمایش 8: تقویت کننده عملیاتی 2

تصاویر استریوگرافی.

آزمایش 1: پاسخ فرکانسی تقویتکننده امیتر مشترك

موتورهای تکفاز ساختمان موتورهای تک فاز دوخازنی را توضیح دهد. منحنی مشخصه گشتاور سرعت موتور تک فاز با خازن راه انداز را تشریح کند.

تحلیل مدار به روش جریان حلقه

مفاهیم ولتاژ افت ولتاژ و اختالف پتانسیل

فصل پنجم : سینکروها جاوید سید رنجبر میالد سیفی علی آسگون

آزمایش ۱ اندازه گیری مقاومت سیم پیچ های ترانسفورماتور تک فاز

هدف از این آزمایش آشنایی با رفتار فرکانسی مدارهاي مرتبه اول نحوه تأثیر مقادیر عناصر در این رفتار مشاهده پاسخ دامنه

اصول انتخاب موتور با مفاهیم بسیار ساده شروع و با نکات کاربردی به پایان می رسد که این خود به درک و همراهی خواننده کمک بسیاری می کند.

فصل چهارم : مولتی ویبراتورهای ترانزیستوری مقدمه: فیدبک مثبت

مدار معادل تونن و نورتن

مقدمه الف) مبدلهای AC/DC ب) مبدلهای DC/AC ج) مبدلهای AC/AC د) چاپرها. (Rectifiers) (Inverters) (Converters) (Choppers) Version 1.0

1. یک مولد 5000 هرتز می توان بصورت نیروی محرکه الکتریکی ثابت با مقدار 200 ولت مؤثر باا امدادان

طراحی و شبیه سازی اینورتره یا

طراحی و تعیین استراتژی بهره برداری از سیستم ترکیبی توربین بادی-فتوولتاییک بر مبنای کنترل اولیه و ثانویه به منظور بهبود مشخصههای پایداری ریزشبکه

بدست میآيد وصل شدهاست. سیمپیچ ثانويه با N 2 دور تا زمانی که کلید

Continuos 8 V DC Intermittent 10A for 10 Sec ±% % / c. AVR Responsez 20 ms

ترانسفورماتور مولف : جواد خشت زر قابل استفاده برای هنرجویان دانشجویان مدرسان و مهندسان رشته برق

آزمون مقایسه میانگین های دو جامعه )نمونه های بزرگ(

بررسی پایداری نیروگاه بادی در بازه های متفاوت زمانی وقوع خطا

Angle Resolved Photoemission Spectroscopy (ARPES)

نورکنس یاهنیشام :یراتفر یاه فده

جلسه 3 ابتدا نکته اي در مورد عمل توابع بر روي ماتریس ها گفته می شود و در ادامه ي این جلسه اصول مکانیک کوانتمی بیان. d 1. i=0. i=0. λ 2 i v i v i.

همبستگی و رگرسیون در این مبحث هدف بررسی وجود یک رابطه بین دو یا چند متغیر می باشد لذا هدف اصلی این است که آیا بین

بسم هللا الرحمن الرحیم

جلسه ی ۱۰: الگوریتم مرتب سازی سریع

طراحی وبهینه سازی رگوالتورهای ولتاژ با افت کم) LDO (

نحوه سیم بندي استاتورآلترناتور

الکترونیکی: پست پورمظفری

بسم اهلل الرحمن الرحیم آزمایشگاه فیزیک )2( shimiomd

جلسه ی ۲۴: ماشین تورینگ

ماشینIII ماشین سنکرون ماشین سنکرون سه فاز دانشگاه آزاد اسالمی واحد پیشوا فیروزه باقری قسمت اول

روش ابداعی کنترل بهینه غیرخطی در توربین بادی با حداقل سازی نوسانات توان و گشتاور

سپس بردار بردار حاال ابتدای بردار U 1 ولتاژ ورودی است.

کنترل تطبیقی غیر مستقیم مبتنی بر تخصیص قطب با مرتبه کسری

کیوان بهزادپور محدرضا امینی

سپیده محمدی مهدی دولتشاهی گروه الکترونیک موسسه آموزش عالی جهاد دانشگاهی استان اصفهان استاد یار دانشکده مهندسی برق دانشگاه آزاد اسالمی واحد نجف آباد

ماشینهای مخصوص سیم پیچي و میدانهای مغناطیسي

فصل سوم : عناصر سوئیچ

Spacecraft thermal control handbook. Space mission analysis and design. Cubesat, Thermal control system

حفاظت مقایسه فاز خطوط انتقال جبرانشده سري.

عنوان فهرست مطالب صفحه فصل اول : ترانسفورماتور مقدمه اصول پایه اتوترانسفورماتور ساختمان ترانسفورماتور

اثرات درایو مبدل AC/DC تکفاز بر روي مشخصه گشتاور سرعت موتور DC

فهرست جزوه ی فصل دوم مدارهای الکتریکی ( بردارها(

تخمین با معیار مربع خطا: حالت صفر: X: مکان هواپیما بدون مشاهده X را تخمین بزنیم. بهترین تخمین مقداری است که متوسط مربع خطا مینیمم باشد:

راهنمای کاربری موتور بنزینی )سیکل اتو(

طرح یافتن مکان خطا در خطوط انتقال چندترمینالی با استفاده از اندازه گیریهای ناهمگام )آسنکرون(

آزمایشگاه الکترونیک صنعتی Industrial Electronic Lab

فصل ششم : موتورهای سنکرون مخصوص 1 -موتورهای رلوکتانسی تک فاز 2- اصول کار موتور رلوکتانسی تک فاز 3- موتورهای زیر سنکرون رلوکتانسی 4- موتورهای

در اين آزمايش ابتدا راهاندازي موتور القايي روتور سيمپيچي شده سه فاز با مقاومتهاي روتور مختلف صورت گرفته و س سپ مشخصه گشتاور سرعت آن رسم ميشود.

فصل سوم جریان های الکتریکی و مدارهای جریان مستقیم جریان الکتریکی

تمرینات درس ریاض عموم ٢. r(t) = (a cos t, b sin t), ٠ t ٢π. cos ٢ t sin tdt = ka۴. x = ١ ka ۴. m ٣ = ٢a. κds باشد. حاصل x٢

تلفات خط انتقال ابررسی یک شبکة قدرت با 2 به شبکة شکل زیر توجه کنید. ژنراتور فرضیات شبکه: میباشد. تلفات خط انتقال با مربع توان انتقالی متناسب

کاهش ریپل گشتاور در موتور سوئیچ رلوکتانس با استفاده از کنترل زاویه روشنی

القاى الکترو مغناطیس مدرس:مسعود رهنمون سال تحصیلى 95-96

کنترل فرکانس- بار سیستم قدرت چند ناحیه شامل نیروگاههای حرارتی بادی و آبی

شبکه های عصبی در کنترل

دانشگاه بیرجند فهرست:

دستيابی به ايده تلفيقی نوين برای کاهش ريپل گشتاور در موتورهای رلوکتانس سوي يچی

ویرایشسال 95 شیمیمعدنی تقارن رضافالحتی

حل مشکل ولتاژ پسماند در جهت ساخت 20 دستگاه ژنراتور کمکی 18kW

تاثیر مدهاي کاري جبرانساز خازن سري در خطوط انتقال بر عملکرد رلهدیستانس

کنترل جریان موتور سوي یچ رلوکتانس در سرعت هاي بالا بر مبناي back-emf

دبیرستان غیر دولتی موحد


مسائل. 2 = (20)2 (1.96) 2 (5) 2 = 61.5 بنابراین اندازه ی نمونه الزم باید حداقل 62=n باشد.

فهرست مطالب جزوه ی الکترونیک 1 فصل اول مدار الکتریکی و نقشه ی فنی... 2 خواص مدارات سری... 3 خواص مدارات موازی...

سلسله مزاتب سبان مقدمه فصل : زبان های فارغ از متن زبان های منظم

فهرست مطالب جزوه ی فصل اول مدارهای الکتریکی مفاهیم ولتاژ افت ولتاژ و اختالف پتانسیل تحلیل مدار به روش جریان حلقه... 22

علوم و تحقیقات شاهرود گرایش قدرت عنوان : استاد راهنما : جناب آقای دکتر حمیدرضا ایزدفر نگارش : سید محمدحسین جعفرنیا تابستان 39

کنترل مبدل B2B در سیستم تولید پراکنده متصل به شبکه با هدف جبران افت ولتاژ ناشی از خطا در شبکه

طراحی و تجزیه و تحلیل کنترل کننده منطق فازي براي کنترل فرکانس بار در سیستم هاي قدرت

گزارش کار آزمایشگاه مبانی مهندسی برق گزارش کار آزمایشگاه مبانی مهندسی برق آزمایش مدارهای

طراحی و شبیهسازی ماشین الکتریکی آهنربای دائم دوتحریکه با هدف کاهش نوسانهای گشتاور

تئوری رفتار مصرف کننده : می گیریم. فرض اول: فرض دوم: فرض سوم: فرض چهارم: برای بیان تئوری رفتار مصرف کننده ابتدا چهار فرض زیر را در نظر

مکانيک جامدات ارائه و تحليل روش مناسب جهت افزایش استحکام اتصاالت چسبي در حالت حجم چسب یکسان

آزمایشگاه الکترونیک 1

مدیریت توان راکتیو در سیستمهای قدرت تجدید ساختار یافته

نمونه برداری از سیگنالهای زمان پیوسته

یونیزاسیون اشعهX مقدار مو ثر یونی را = تعریف میکنیم و ظرفیت مو ثر یونی نسبت مقدار مو ثر یونی به زمان تابش هدف آزمایش: مقدمه:

بهبود کارایی درایو طراحی شده برای کنترل برداری موتور القایی با بکارگیری الگوریتم بهینه سازی اجتماع ذرات

1-2-1 تعیین منحنی مشخصه ولتاژ - جریان دیود قدرت...17 مقدمه فهرست مقدمه... 6 الف( پیش گزارش... 6

جلسه 12 به صورت دنباله اي از,0 1 نمایش داده شده اند در حین محاسبه ممکن است با خطا مواجه شده و یکی از بیت هاي آن. p 1

قاعده زنجیره ای برای مشتقات جزي ی (حالت اول) :

تمرین اول درس کامپایلر

- - - کارکرد نادرست کنتور ها صدور اشتباه قبض برق روشنایی معابر با توجه به در دسترس نبودن آمار و اطلاعات دقیق و مناسبی از تلفات غیر تاسیساتی و همچنین ب

طرح حفاظتی جدید برای تشخیص و تفکیک خطاهای تک فاز به زمین داخلی و خارجی در ژنراتورهای ولتاژ باالی کابلی ) powerformer (

فصل دهم: همبستگی و رگرسیون

آزمایشگاه الکترونیک 1

ماشینهای الکتریکی جریان مستقیم

مشخصه های نابجایی ها چگالی نابجایی: مجموع طول نابجاییها در واحد حجم و یا تعداد نابجایی هایی که یک واحد از سطح مقطع دلخواه را قطع می کنند.

افزایش پهنای باند آنتن الكتریكی كوچک با استفاده از مدارات فعال غیر فاستری به عنوان شبه فراماده

آشنایی با پدیده ماره (moiré)

دانشگاه صنعتی کرمانشاه آموزش نرم افزار SIMPOWER MATLAB. SimPowerSystems MATLAB آموزش مقدماتی دانشگاه صنعتی کرمانشاه دکتر وحید عباسی

Transcript:

باسمه تعالی مدیریت تحصیالت تکمیلی تعهدنامه اینجانب محمد چشفر متعهد میشوم که مطالب مندرج در این پایاننامه حاصل کار پژوهشی اینجانب است و دستاوردهای پژوهشی دیگران که در این پژوهش از آن استفاده شده است مطابق مقررات ارجاع و در فهرست منابع و مأخذ ذکر گردیده است. این پایاننامه قبأل برای احراز هیچ مدرک همسطح یا باالتر ارایه نشده است. در صورت اثبات تخلف )در هر زمان( مدرک تحصیلی صادر شده از درجه اعتبار ساقط خواهد شد. کلیهی حقوق مادی و معنوی این اثر متعلق به دانشگاه تربیت دبیر شهید رجایی میباشد. نام و نام خانوادگی دانشجو محمد چشفر تهران - لویزان - کدپستی 88711- صندوق پستی 881-88711 تلفن 66972282-9 )داخلی 6137( نمابر 66972288 پست الکترونیک sru@sru.ac.ir

دانشکده برق الکترونیک و کامپیوتر کنترل دور موتور سه فاز مد جریانی به روش هیسترزیس چند سطحی با کنترل مستقیم گشتاور نگارش محمد چشفر استاد راهنمای اول: دکتر زین العابدین موسوی استاد راهنمای دوم: دکتر پرویز امیری پایان نامه برای دریافت درجه کارشناسی ارشد در رشته مهندسی برق قدرت بهمن 9319

چکیده جهت کنترل دور موتورهای AC روشهای متنوعی پیشنهاد شده است که یکی از مهمترین آنها 8 روش کنترل مستقیم گشتاور ( DTC0F ) میباشد. در این روش سعی بر این است که موتور القایی همانند یک DC موتور با کنترل مجزای گشتاور و شار شود. راه اندازی برای حصول به این نتیجه از روشهای مختلفی بهره گرفته میشود. روش 6 مدوالسیون هیسترزیسF1 از جمله روشهای جدیدی میباشد که امکان کارکرد مستقیم 1 در متناوبسازF2 جریانی حالت را فراهم مینماید. متناوبسازها به صورت دو سطحی یا چند سطحی مورد استفاده قرار میگیرند که از بین این دو متناوبسازهای چند سطحی با مزیت کاهش فرکانس کلیدزنی و مقادیر نامی با استقبال بیشتری خصوصا در توان باال مواجه شده است مضافا با افزایش سطوح بهطور قابل مالحظه ای از هارمونیکهای سیستم نیز کاسته می شود. در این پایاننامه بعد از معرفی اجمالی موتور القایی روش کنترل مستقیم گشتاور به تفصیل شرح داده شده است. در ادامه پس از بررسی انواع متناوبسازهای چند سطحی روشهای کنترل آن- ها مطرح گردیده است. سپس روشهای کنترل مستقیم گشتاور توسط اینورتر چند سطحی مطرح و با استفاده از شبیهسازی بررسی شدهاند. بر طبق این شبیهسازی نشان داده شد کنترل مستقیم که گشتاور توسط اینورتر چند سطحی عملکرد مناسبتری داشته و مولفه هارمونیکی کل جریان استاتور 8 1/3 را کاهش داده است. مولفه هارمونیکی کل جریان در اینورتر دو سطحی % در سه سطحی قطاعی %6/3 و در چند سطحی قطاعی حدود %6 به دست آمده است. سپس یک نمونه 86 آزمایشگاهی اینورتر پنج سطحی با کنترل هیسترزیس جریانی طراحی و پیادهسازی شد. سپس آزمایشات مربوطه انجام گرفت. صحیح مورد توجه قرار گرفت. در نهایت اعتبار سنجی انجام و تعقیب جریان خروجی و کلیدزنی کلمات کلیدی: اینورتر چند سطحی مدوالسیون هیسترزیس کنترل مستقیم گشتاور 1- Direct Torque Control 2 -Hysteresis 3 -Inverter أ

فهرست مطالب فصل اول: موتور القایی و روش های کنترل آن 8-8 -مقدمه... 8-6-8 موتور القایی...... 8 1-8 -روش های کنترل موتور القایی... 7 8-1-8 کنترل اسکالر...... 7-8-8-1-8 تکنیک v/f ثابت...... 1 6-1-8- کنترل برداری یا کنترل جهت دار میدان...... 1 8-6-1-8- روابط ماشین در کنترل برداری... 1 6-6-1-8- روش مستقیم یا فیدبک... 88 1-6-1-8 -مدل جریانی...... 81 1-1-8- کنترل مستقیم گشتاور و شار...... 83 8-1-1-8- روابط کنترل مستقیم گشتاور.... 83 88...... 6-1-1-8- کنترل روش DTC فصل دوم: اینورترهای چند سطحی 8-6 -مقدمه...... 61 8-8-6 -مفهوم چند سطحی...... 63 6-6- انواع اینورترهای چند سطحی... 61 67... 61... 8-6-6 اینورتر چند سطحی با برش دیودی 8-8-6-6 اصول کار اینورتر با برش دیودی 6-8-6-6 ویژگی های اینورتر با برش دیودی... 69 ب

6-6-6 اینورتر چند سطحی با خازن شناور... 18 8-6-6-6 اصول کار اینورتر خازن شناور... 16 6-6-6-6 ویژگی های اینورتر خازن شناور... 11 13... 11... 1-6-6 اینورتر چند سطحی سری 8-1-6-6 اصول کار اینورتر سری 1-1-6-6 ویژگی های اینورتر سری... 18 فصل سوم: روش های کنترل اینورترهای چند سطحی هیسترزیس 8-1- بررسی انواع مدوالسیون... 19 8-8-1 کنترل جریان مدوالسیون پهنای پالس باند هیسترزیسی... 32 6-1- مدوالسیون هیسترزیس چند سطحی... 31 6-1 مدوالسیون هیسترزیس چند سطحی چند بانده... 33 1-1 مدوالسیون هیسترزیس باندهای چند آفسته... 38 3-1 مقایسه روش های مدوالسیون هیسترزیس چند سطحی... 31 39... گشتاور توسط اینورتر چند سطحی 1-1- کنترل مستقیم فصل چهارم: شبیه سازی انجام شده 8-3 تکنیک های کنترل جریان برای کاربرد در اینورترهای منبع ولتاژ توان باال... 13 8-8-3 روش کنترل مقاوم و قابل اطمینان... 13 6-8-3 روش کنترل جریان بهبود یافته اینورتر چند سطحی... 11 88... گشتاور با استفاده از اینورتر چند سطحی 6-3- کنترل مستقیم با استفاده از 8-6-3- کنترل مستقیم گشتاور اینورتر دو سطحی... 88 81... با استفاده از 6-6-3- کنترل مستقیم گشتاور اینورتر سه سطحی -1-6-3 نتیجه گیری... 72 ج

فصل پنجم: طراحی مدار آزمایشگاهی 8-1 مقدمه... 76 6-1 اینورتر پنج سطحی سری...... 76 1-1 اینورتر پل کامل...... 71 3-1 راه اندازهای ماسفت...... 71 8-3-1 تامین جریان گیت ماسفت...... 71 6-3-1 راه اندازی ماسفت با سورس شناور... 71 1-3-1 تاخیر خاموش شدن ماسفت... 71 1-1 طراحی مدار کنترلی...... 18-8-1 جمع بندی...... 11 فصل ششم: نتایج آزمایشگاهی 8-8 مقدمه... 11 11... اینورتر چند سطحی با کنترل هیسترزیس جریانی 6-8- طرح مدار 1-8 طراحی برد مدار چاپی...... 18 3-8 نتایج بدست آمده... 17 بندی و... 11 1-8 جمع نتیجه گیری فصل هفتم: نتیجه گیری و پیشنهادات 8-7 نتیجه گیری و پیشنهادات... 91 مراجع... 97 د

فهرست جداول 12... جدول 8 سطوح 6- ولتاژ با برش دیودی و وضعیت کلیدها 11... جدول -6 6 یکی از ترکیب های ممکن کلیدها برای اینورتر خازن شناور جدول 8-1 روش انتخاب در عملکرد چهار ربعی... 78 18... جدول 6-1 بردارهای ولتاژ انتخاب شده در هر شش قطاع 16... جدول 1-1 بردارهای ولتاژ انتخاب شده در هر 86 قطاع - 8 برنامه حافظه فقط خواندنی... 11 جدول 3 ه

فهرست شکلها 1 1 7 1 9 82 88 86 81 88 87 63 61 67 69 18 11 18 32 36 31 31 37 31 12 13 11 18 18 11 19 شکل 8-8 مدار معادل تکفاز موتور القایی شکل 8-6 مشخصه سرعت گشتاور موتور القایی شکل 8-1 کنترل سرعت ولت بر هرتز حلقه باز با اینورتر تغذیه ولتاژ شکل 8-3 منحنی گشتاور سرعت با اثر تغییرات فرکانس گشتاور بار و ولتاژ تغذیه شکل 8-1 کنترل برداری موتور القایی شکل 8-8 فازورهای حالت ماندگار شکل 8-7 اصول پیاده سازی کنترل برداری با مدل de-qe ماشین شکل 8-1 بلوک دیاگرام کنترل برداری مستقیم با جهت یابی شار روتور شکل 8-9 تخمین شار مدل جریانی شکل 8-82 بردارهای شار استاتور شار روتور و جریان استاتور در صفحه ds-qs شکل 8-88 بلوک دیاگرام کنترل مستقیم شار و گشتاور شکل 6-8 شکل عمومی اینورترهای چند سطحی شکل 6-6 نمونه ای از ولتاژ خروجی یک اینورتر چند سطحی شکل 6-1 اینورتر چند سطحی پل با پنج سطح و برش دیودی شکل 6-3 شکل موج های ولتاژ اصلی اینورتر چند سطحی شکل 6-1 مدار یک اینورتر تکفاز پنج سطحی با خازن شناور شکل 6-8 اینورتر سری چند سطحی پل H تکفاز شکل 6-7 تولید موج شبه مربعی شکل 8-1 اصول کنترل جریان باند هیسترزیسی شکل 1-6 بلوک دیاگرام کنترلی PWM باند هیسترزیسی شکل 1-1 کنترل جریانی مدوالسیون هیسترزیسی چند بانده شکل 1-3 مدوالسیون چند بانده پنج سطحی شکل 1-1 مدوالسیون چند آفسته سه سطحی شکل 1-8 مدوالسیون چند آفسته پبج سطحی شکل 7-1 بردارهای ولتاژ حاصل از اینورتر سه سطحی شکل - 3 8 اینورتر سری پنج سطحی شکل 3 6 مدوالسیون چند سطحی شکل 3 1 دیاگرام بلوکی روش کنترل مقاوم و قابل اطمینان شکل - 3 3 سیستم کلیدزنی بهینه شکل - 3 1 شکل موج حاصل از اینورتر چند سطحی شکل - 3 8 مدار تولید کننده مرجع جریان ساختگی و

82 88 86 81 83 83 81 88 87 87 81 89 72 71 73 71 78 73 71 79 12 12 18 16 16 11 18 18 17 17 11 11 11 شکل - 3 7 شکل موج بدست آمده ازمدوالسیون هیسترزیس چند سطحی بهبود یافته شکل 1-3 شبیه سازی کنترل مستقیم گشتاور با اینورتر دو سطحی شکل 9-3 بلوک های مختلف تشکیل دهنده کنترل مستقیم گشتاور شکل 82-3 محتوای بلوک کنترل مستقیم گشتاور شکل 88-3 خروجی اینورتر دو سطحی شکل 86-3 مکان بردار شار اینورتر دو سطحی شکل 81-3 مولفه های هارمونیکی جریان استاتور اینورتر دو سطحی شکل 83-3 خروجی اینورتر سه سطحی 8 قطاعی شکل 81-3 مکان بردار شار اینورتر سه سطحی شش قطاعی شکل 88-3 مولفه های هارمونیکی جریان استاتور اینورتر سه سطحی شش قطاعی شکل 87-3 خروجی اینورتر سه سطحی 86 قطاعی شکل 81-3 مکان بردار شار اینورتر سه سطحی 86 قطاعی شکل 89-3 مولفه های هارمونیکی جریان استاتور اینورتر سه سطحی 86 قطاعی شکل 1-8 اینوتر پل کامل شکل 1-6 شکل موج ولتاژ و جریان خروجی اینورتر پل کامل شکل 1-1 مدارهای راه انداز گیت ماسفت شکل 1-3 دیاگرام بلوکی ICL7667 برای هر راه انداز شکل 1-1 مدار راه انداز گیت با استفاده از ترانسفورماتور پالس شکل 1-8 نحوه اتصال H11L1 شکل 1-7 مدار مولد زمان مرده شکل 1-1 ولتاژهای خروجی مدار ایجاد تاخیر شکل 9-1 ولتاژ خروجی مدار مولد زمان مرده شکل 82-1 نحوه اتصال پایههای ACS712 شکل 88-1 مدار تولید خطای جریان شکل 1-86 مدار تولید پالس توسط مقایسهگر هیسترزیس شکل 8-8 طرح مدار زمان مرده شکل 8-6 مدار اینورتر پل کامل شکل 8-1 برد مدار چاپی دورو مولد زمان مرده شکل 8-3 برد مدار چاپی اینورتر پل کامل شکل 8-1 مدار مونتاژ شده اینورتر پل کامل شکل 8-8 مدار مونتاژ شده مولد زمان مرده شکل 8-1 مدار کنترل کننده هیسترزیسی جریانی پنج سطحی شکل 8-7 اینورتر چند سطحی پیاده شده در آزمایشگاه میکروالکترونیک ز

19 19 92 92 92 شکل 8-1 ولتاژ خروجی اینورتر پنج سطحی شکل 8-9 جریان و ولتاژ خروجی اینورتر پنج سطحی شکل 8-82 ولتاژ خروجی اینورتر با تغییر مرجع شکل 8-88 جریان خروجی اینورتر با تغییر مرجع شکل 8-86 ریپل جریان خروجی ح

فصل اول موتور القایی و روش های کنترل آن 1

1-1 -مقدمه ساختار موتور القایی برخالف ساختار غیر تزویجی بسیار ساده موتور DC تحریک جداگانه دارای تزویج زیاد مشخصه غیر خطی و چند متغیری می باشد. موتورهای القایی دارای چندین مزیت هستند از آن جمله وزن کم آن ها قابلیت عملکرد در محیط های با گرد و غبار یا قابل انفجار و نیاز به تعمیر و نگهداری کمتر در مقایسه با موتورهای DC را می توان نام برد. موتور القایی سه فاز در راه اندازی با سرعت قابل تنظیم کاربرد فراوان داشته و دارای سیم پیچ های استاتور و روتور سه فاز هستند. 2-1- موتور القایی سیم پیچ های استاتور ac با یک ولتاژ سه فاز تغذیه می شوند که در نتیجه ولتاژی را در سیم پیچ روتور ناشی از عملکرد ترانسفورماتوری القا می کند. می توان سیم پیچی استاتور را به گونه ای توزیع )mmf( کرد که اثر چند قطبی ایجاد شود و در نتیجه چندین چرخه از نیروی محرکه مغناطیسی در اطراف فاصله هوایی تولید گردد. این میدان موجب توزیع فضایی چگالی شار سینوسی در فاصله هوایی می شود. سرعت چرخش میدان سرعت سنکرون نامیده می شود که به صورت زیر تعریف می گردد: ω )8-8( 2

که در آن p تعداد قطب ها و ω فرکانس تغذیه بر حسب رادیان بر ثانیه است. چنانچه ولتاژ فاز استاتور برابر ω باشد یک شار پیوندی )در روتور( ایجاد خواهد شد که از رابطه زیر به دست می آید: φ φ ω ω ) 6-8( s لغزش است که به صورت زیر تعریف می شود: ) 1-8( ایده آل روتور الف( مدار معادل با ترانسفورماتور استاتور توان فاصله هوایی ب( مدار معادل ارجاع داده شده سمت استاتور شکل 8-8 مدار معادل تکفاز موتور القایی 3

ω که در آن سرعت موتور به صورت ω به دست می آید. مدار معادل کامل برای یک فاز موتور در شکل) 8-8 ( نشان داده شده است که در آن: مقاومت انتقال یافته هر فاز سیم پیچی روتور راکتانس نشتی هر فاز روتور به ازای منبع تغذیه می باشد. به ترتیب و مقاومت و راکتانس نشتی سیم پیچی استاتور می باشد. در این شکل جریان روتور برابر است با: ) 3-8( و که مربوط به سیم پیچ روتور می باشد. مدل مداری هر فاز موتور های القایی در نشانگر تلفات تحریک)یا هسته( و راکتانس مغناطیسی می باشند. نیز جریان روتور از دیدگاه استاتور است. وقتی که منبع تغذیه وصل شود تلفات هسته استاتور وجود خواهد شد و تلفات هسته روتور به لغزش بستگی دارد. توا ن فاصله هوایی )توانی که از استاتور به روتور از طریق فاصله هوایی عبور می کند( برابر است با: ) 1-8( توان تولیدی برابر است با: ) 8-8( گشتاور تولید برابر است با: ) 7-8( 4

گشتاور ب- گشتاور اگر باشد خواهد شد و راکتانس مغناطیس کنندگی را می توان برای سادگی بیشتر به سیم پیچی استاتور همانند شکل )8-8 ) منتقل کرد. می توان نشان داد که گشتاور موتور به مشخصه های موتور وابسته است. [ ] ( 1-8( اگر موتور از یک ولتاژ ثابت در یک فرکانس ثابت تغذیه شود گشتاور تولیدی تابعی از لغزش خواهد بود و مشخصه های گشتاور-سرعت را می توان از معادله )1-8( به دست آورد. یک نمونه از )6-8( منحنی گشتاور تولیدی به عنوان تابعی از لغزش یا سرعت در شکل نسبی نشان داده شده است. عملکرد موتوری معکوس و ترمزی ژنراتوری با تغییر توالی فاز سرهای موتور به دست می آید. ω e ω e ω e ω r ω r ω r فاز برگردان ژنراتوری موتوری T e T em حداکثر گشتاور سرعت سنکرون سرعت نسبی) گشتاور راه اندازی ) ω r ω e سرعت نسبی) ( s )لغزش ) ω r ω e شکل 8-6 مشخصه سرعت گشتاور موتور القایی مشخصه سرعت-گشتاور معکوس به صورت خط چین نشان داده شده است. سه ناحیه کاری وجود. در دارد: )8( موتوری یا توان دهی )6( ژنراتوری و )1( فاز برگردان حالت موتوری موتور در جهت میدان می چرخد و همچنان که لغزش افزایش می یابد گشتاور نیز افزایش می یابد در حالی که شار فاصله هوایی ثابت می ماند. هنگامی که گشتاور به بیشترین مقدار 5

T em یعنی خود در s=s m می رسد با افزایش لغزش به دلیل کاهش شار فاصله هوایی گشتاور کاهش پیدا خواهد کرد. ω s در حالت ژنراتوری سرعت ω m از سرعت سنکرون بزرگتر است و هر دو در یک جهت می باشند. در این حالت لغزش و در نتیجه نیز منفی است. این بدان معناست که توان از محور به باشد. مدار روتور فیدبک می شود و موتور به صورت یک ژنراتور عمل می کند. موتور توان را به سیستم تغذیه بر می گرداند. مشخصه گشتاور سرعت همانند حالت موتوری است اما مقدار گشتاور منفی می در فاز برگردان معکوس سرعت بر خالف جهت میدان است و لغزش مقداری بزرگتر از یک را دارد. این حالت هنگامی رخ می دهد که توالی منبع تغذیه در حالی که در موتور در جهت مستقیم می چرخد معکوس شود به گونه ای که جهت میدان نیز معکوس گردد. گشتاور تولیدی که در همان جهت میدان است با حرکت مخالفت نموده و به عنوان یک گشتاور ترمزی عمل می کند. از آنجا که است جریان های موتور بزرگ ولی گشتاور تولیدی کوچک است. انرژی ناشی از ترمز فاز s>8 برگردان باید در موتور تلف شود و این ممکن است موجب داغ شدن بیش از حد موتور گردد. این ترمز معموال پیشنهاد نمیشود. چنانچه R s در مقایسه با امپدانس های دیگر مدار کوچک در نظر گرفته شود معموال برای موتورهای با قدرت بیشتر از 1kw همین گونه است رابطه سرعت به عنوان تابعی از گشتاور به صورت زیر می شود: ω ω ( ) ) 9-8( از معادله )9-8( می توان نتیجه گرفت که اگر موتور با لغزش کوچک کار کند گشتاور تولیدی متناسب با لغزش خواهد بود و سرعت با افزایش گشتاور کاهش می یابد. جریان روتور که در سرعت سنکرون صفر است با کاهش سرعت در اثر کاهش مقدار R r s/ افزایش می یابد. گشتاور تولیدی نیز تا 6 رسیدن به بیشترین مقدار در s=s m افزایش می یابد. به ازای s<s m موتور به صورت پایدار در بخشی از

s m مشخصه سرعت-گشتاور کار خواهد کرد. اگر مقاومت روتور کوچک باشد کوچک خواهد بود در نتیجه میزان تغییر سرعت موتور از گشتاور بی باری تا گشتاور نامی در صد کمی خواهد شد. موتور اساسا در یک سرعت ثابت می چرخد. چنانچه گشتاور بار از گشتاور شکست بیشتر شود موتور متوقف شده و حفاظت اضافه بار باید فورا منبع تغذیه را قطع نماید تا از صدمه زدن موتور در اثر افزایش دما جلوگیری شود. باید توجه داشت که به ازای s>s m گشتاور با وجود افزایش جریان کاهش می روتور یابد و عملکرد بیشتر موتورها در این حالت ناپایدار است. منبع ولتاژ یکسوساز دیودی اینورتر ولتاژ تقویتشده مرجع سرعت موتور شکل 1-8 کنترل سرعت ولت بر هرتز حلقه باز با اینورتر تغذیه ولتاژ] 8 [ 3-1 -روش های کنترل موتور القایی 1-3-1 کنترل اسکالر: کنترل اسکالر همان طور که از نامش پیداست فقط مربوط به دامنه متغیرهای کنترل و نادیده گرفتن اثر کوپلینگ در ماشین است. برای مثال برای کنترل شار می توان کرد کنترل را ولتاژ ماشین تغییر و فرکانس یا لغزش میتواند برای کنترل گشتاور به کار رود. به هر حال شار و گشتاور به ترتیب فرکانس و تابعی از ولتاژ هم هستند. کنترل اسکالر در مقابل کنترل برداری یا جهت دار میدان است 7

گشتاور که هم دامنه و هم فاز تنظیم متغیرهای برداری کنترل می شوند. درایوهای کنترل برداری در صنعت کاربرد دارند. هر چند از اهمیت آن ها اخیرا به علت پیاده سازی فوق العاده درایوهای کنترل برداری کاسته شده است. شکل )1-8( بلوک دیاگرام یک نمونه از کنترل اسکالر مشاهده می شود] 1 [. 1-1-3-1- روش v/f ثابت امروزه کنترل v/f ثابت یکی از روش های متداول مورد استفاده در محرکه موتورهای القایی است. شکل )3-8( عملکرد حالت دائم محرکه با روش کنترلی v/f در وضعیتی که بار موتور یک فن یا پمپ )گشتاور تقریبا ثابت( است را نشان می دهد. با افزایش تدریجی فرکانس سرعت افزایش می یابد. این روند را می توان تا جایی که ولتاژ تغذیه ثابت شود )به حد اکثر مقدار برسد( ادامه داد. سرعت شکل 8-3 منحنی گشتاور سرعت با اثر تغییرات فرکانس گشتاور بار و ولتاژ تغذیه] 8 [ 2-3-1- کنترل برداری یا کنترل جهت دار میدان: 1-2-3-1- روابط ماشین در کنترل برداری DC از سال 8972 مطرح شد که موتور القایی میتواند شبیه یک موتور تحریک جداگانه کنترل AC شود و باعث یک انقالب در عملکرد محرکههای شد. موتور کنترل برداری همچنین به نامهای 8

ب) کنترل مجزاسازی متعامد یا بردار تبدیل معروف است. کنترل برداری برای هر دو نوع ماشین محرکه القایی و سنکرون به کار میرود. شکل )1-8( شباهت کنترل موتور DC و موتور القایی را نشان میدهد. ) اگر کنترل ماشین در یک مرجع قاب گردان همزمان ( بازنویسی شود عملکرد شبیه ماشین DC می تواند به موتور القایی بسط داده شود. به طوری که متغیرهای سینوسی در حالت ماندگار به صورت کمیت های DC ظاهر شوند] 1 [. مجزاسازی شده مولفه میدان )الف( مولفه گشتاور اینورتر کنترل برداری مولفه گشتاور مولفه میدان ) شکل 8-1 الف- موتور DC تحریک جداگانه ب- کنترل برداری موتور القایی] 8 [ در شکل )1-8 ب( اینورتر موتور القایی با دو ورودی و نشان داده شده است که این جریان ها به ترتیب مولفه مستقیم و مولفه عمود جریان استاتور در مرجع قاب گردان سنکرون می ماشین DC مقایسه می شود. گشتاور را می که باشند. با جریان میدان و با جریان آرمیچر توان این گونه بیان نمود: ) 82-8( 9