مقدمه
1-1) موتور القایی
موتور القایی پرکاربردترین موتور الکتریکی مورد استفاده در صنعت می باشد که از مزایای این ماشین می توان 6 مورد را نام برد: نیاز به نگهداری کمتر، قابلیت اطمینان بالاتر،هزینه اولیه کمتر و ارزانتر، وزن، حجم و اینرسی کمتر، استحکام بالاتر و قابلیت کار در محیط های همراه با گرد و غبار و در محیط های قابل انفجار. دو مورد از معایب تمام موتور های القایی را می توان به شرح ذیل بیان کرد: وابسته بودن سرعت به گشتاور بار و ضعیف بودن رفتار در کاربردهای سرعت متغیر در حالت بدون استفاده از سیستم کنترلی خارجی.
از مهمترین کاربردها می توان به استفاده در اغلب صنایع، وسایل حمل و نقل و خودروهای هیبریدی و کاربردهای خانگی اشاره کرد. موتورهای القایی از نظر ساختمان به دو دسته کلی روتور سیم پیچی شده و قفس سنجابی تقسیم می شوند.
اعمال ولتاژ به استاتور سبب ایجاد جریان در سیم پیچهای استاتور و در نتیجه سبب بوجود آمدن میدان دوار مغناطیسی استاتور ((Fs در مدار مغناطیسی شامل هسته استاتور، فاصله هوایی و هسته روتور می­گردد. عبور شار از میان هسته روتور و در نتیجه سیم پیچ­های روتور سبب القای ولتاژ در سیم پیچ های روتور می­گردند. با توجه به اتصال کوتاه بودن سیم پیچ های روتور و با اتصال روتور به منبع خارجی، جریانی در سیم پیچ های روتور القاء می­گردد که سبب ایجاد میدان مغناطیسی دوار روتور ((Fr می­شود. برهم کنش این دو میدان سبب چرخش روتور می­گردد. موتورهای الکتریکی در هنگام راه اندازی به جریان زیادی نیاز دارند. بنابراین برای محدود کردن جریان راه اندازی از روش های مختلفی استفاده می­ کنند که به آنها روش های راه اندازی می­گویند. از روش های راه اندازی موتور القایی به روش های زیر اشاره کرد:

استفاده از مقاومت خارجی روتور در مورد موتورهای با روتور سیم پیچی شده
 

کاهش ولتاژ تغذیه به روش ستاره مثلث
 

کاهش ولتاژ تغذیه با بهره گرفتن از اینورتر ((Soft Starter
 

کاهش ولتاژ تغذیه با بهره گرفتن از اتوترانس [1]
1-2) کنترل موتور القایی
روش های کنترل موتورهای القایی به دو دسته کلی تقسیم می­شوند:
روش های قدیمی بشرح ذیل:

روش های کنترل اسکالر که شامل تغییر ولتاژ، تغییر فرکانس(بندرت استفاده می شود) و تغییر همزمان ولتاژ-فرکانس یا روش می­باشد.
 

روش تغییر مقاومت روتور که فقط برای موتورهای روتور سیم پیچی شده است.
 

روش تزریق ولتاژ در مدار روتور که باز هم مخصوص موتورهای با روتور سیم پیچی است.
روش های مدرن بشرح ذیل:

روش­های کنترل برداری
 

روش کنترل مستقیم گشتاور [2]
1-2-1) کنترل برداری موتور القایی
در موتور القایی، میدان­های روتور و استاتور که در تولید گشتاور نقش دارند مستقل از یکدیگر نبوده و بر یکدیگر اثر متقابل دارند. شاید بتوان سیم پیچ روتور موتور القایی را مشابه سیم پیچ تحریک در موتور dc در نظر گرفت، اما جریان روتور وابسته به ولتاژ القاء شده در روتور و یا ولتاژ استاتور و یا بعبارتی جریان استاتور است. بدون استفاده از روش کنترل برداری با تغییر جریان استاتور، شار و گشتاور موتور هر دو تغییر می­ کنند. هدف از کنترل برداری یا کنترل با جهت دهی میدان Field Oriented Control(FOC) آن است که شار و گشتاور موتور القایی مستقل از یکدیگر بوده و مانند موتور dc کنترل گردند. در روش کنترل برداری، با جهت دهی مناسب بردار شار در راستای محور d دستگاه دو محوری qd، به هدف فوق دست می­یابیم. در این روش هدف ما این است که اثبات کنیم با جهت دهی مناسب بردار شار، دامنه شار توسط جریان یعنی جریان مولفه d استاتور و گشتاور توسط جریان جریان مولفه q استاتور کنترل می­گردد. در نتیجه شار و گشتاور موتور القایی همانند یک موتور dc توسط دو جریان واقعا مستقل از هم و کنترل می­شود. [2]
1-2-2) روش کنترل مستقیم گشتاور

کنترل مستقیم شار و گشتاور
 

کنترل غیر مستقیم جریان استاتور
 

عملکرد دینامیکی بسیار بالا و پاسخ بسیار سریع حتی در حالت راه اندازی
 

عدم نیاز به تبدیلات dq و عکس آنها
 

عدم وجود مدولاتورهای ولتاژ و کنترلرهای PID ولتاژ و جریان.
 

کلیدزنی و سوئیچها به روش مدلاسیون بردار فضایی (SVM) Space Vector Modulation
 

نیاز به تخمین گرهای شار و گشتاور
 

فرکانس سوئیچینگ بالا در اینورتر [3].
1-3) مقایسه روش کنترل برداری و روش کنترل مستقیم
مطابق شکل 1-1 و 1-2، برای جهت دهی شار در کنترل برداری نیاز به استفاده از تبدیلات 3 به 2 و تبدیل بین دستگاه ها است. علاوه بر آن در روش کنترل برداری حداقل نیاز به چهار کنترل کننده که معمولا از نوع PI هستند می­باشد. اما در روش کنترل مستقیم گشتاور، با سوئیچ مناسب اینورتر، گشتاور و شار به صورت مستقیم کنترل خواهند شد.لذا دو کنترل کننده شار و گشتاور بیشتر استفاده نمی شود. نکته مهم که در روش DTC آنست که کنترلرهای مورد استفاده از ساده ترین نوع کنترلرها یعنی از نوع هیسترزیس هستند. اینورتر مورد استفاده در روش کنترل مستقیم گشتاور از نوع مدولاسیون بردار فضایی یا SVM است. [5]
 

شکل 1-2: کنترل گشتاور موتور القایی به روش کنترل مستقیم گشتاور[5]
 

شکل1-1: کنترل گشتاور به روش کنترل برداری[5]
 
1-4) اهداف پروژه پیشروی
   همانطوریکه در بالا بیان شد روش کنترل مستقیم گشتاور به دلیل سادگی، به روش کنترل برداری ترجیح داده شد. حال همانطوریکه در فصل دوم خواهد آمد. کنترل گشتاور به طریقی که ذکر شده استفاده قرار می گیرد. اما نکته ای که مطرح است این است که سرعت موتورهای القایی وابستگی بسیار شدیدی به گشتاور بار داشته و در صورت تغییر گشتاور بار اگر گشتاور موتور به خوبی و با سرعت کنترل نگردد سرعت موتور دستخوش تغییرات شدیدی شده و از کنترل خارج می شود.
در کنترل مستقیم گشتاور نیازهای ما گشتاور و شار مرجع می باشد. به صورت توابع ثابت و از پیش تعیین شده می توان المانهای لازم را به کنترلر اعمال نمود. ولی سرعت اعمال تغییرات، در هنگام تغییرات پیش بینی نشده، به سادگی میسر نیست. لذا لازم است تا گشتاور بار مورد نیاز توسط یک بازساز سیگنال گشتاور مرجع، متناسب با سرعت مورد نظر طراح، ساخته شود. این امر توسط بلوک A صورت می گیرد. ترکیب بلوک فوق به همراه الگوریتم متداول DTC به عنوان یک نوآوری در این تز، ارائه شده است.

شکل 1-3: روند کلی پیشنهادی طرح به صورت شبیه سازی در پروژه پیشرو
 
به منظور تامین حداقل خطا از سرعت نمونه گیری صورت خواهد گرفت. بعنوان نوآوری دیگر تخمین زن به جای فیدبک آورده شده است. لازم به ذکر است که ترکیب فوق یک ساختار هیبریدی متشکل از یک حلقه feedforward (بلوک A) و حلقه بسته(نمونه گیری از سرعت) به همراه تخمین زن (sensorless) به عنوان نوآوری اصلی در این پایان نامه آورده شده است.
در ادامه کنترلر سرعت یکبار بار فیدبک سرعت و یکبار با تخمین زن بررسی و با هم مقایسه شده اند.
پروژه پیش رو در پنج فصل به قرار ذیل جمع آوری شده:

فصل اول: مقدمه
 

فصل دوم: روش بدون حسگر کنترل مستقیم گشتاور موتور القایی
 

فصل سوم: معرفی و اجرای روش پیشنهادی
 

فصل چهارم: بررسی خروجی روش پیشنهادی
فصل پنجم: نتیجه گیری و پیشنهادات
تعداد صفحه : 106
قیمت : 14700 تومان

بلافاصله پس از پرداخت لینک دانلود فایل در اختیار شما قرار می گیرد
 

و در ضمن فایل خریداری شده به ایمیل شما ارسال می شود.