ثبت سفارش تلگرامی

انجام پایان نامه دکتری

 drtahqiq موسسه چاپ مقاله 

  •  

    مقاله مهندسی برق -  ساختارهای کنترلی موتور القایی

    موتورهای القايی[1] به طـور گسـترده و در كاربردهاي گوناگون استفاده مي­شوند . برتري اساسي موتورهاي AC  نسبت به موتورهاي  DCآن است كه ارتباط الكتريكي بين قسمت­هاي ساكن و گردان وجود ندارد و در نتيجه كموتاتور و جاروبـك نيـاز ندارنـد و هزينه نگهداري آنها كاهش مي­يابد.

    به­دليل نبود جاروبك و جرقه­ هاي حاصل از آن، اين موتورها مي­توانند در محيطه­اي پرخطر و انفجاري استفاده شوند. همچنين بازده اين موتورها ی القایی بيشتر از موتورهـاي DC اسـت تمام مزيتهاي بيان شده نشان مي­دهند كه موتورهاي AC گزينه مناسبي براي تبديل انرژي الكتريكي به مكانيكي هستند.

    كنترل سرعت در موتورهاي AC با كنترل دامنه و فركانس ولتاژ انجام مي­شود. تغييـر فركـانس، سـرعت موتور را تغيير مي­دهد چون سرعت روتور به سرعت ميدان مغناطيسي استاتور كه بـا همـان فركـانس ولتـاژ مي­چرخد، وابسته است. افزايش فركانس ولتاژ اعمالي باعث افزايش سرعت موتور مي­شود. پيش از ابـداع مبدل­هاي الكترونيك قدرت و تكنيكهاي كنترل پيشرفته، مانند كنترل برداري[2] و كنترل مستقيم گشـتاو (DTC) [3]، موتورهاي AC براي كاربردهاي سرعت متغير مناسب نبودند. دليل آن تزويج شار و گشتاور موتـور است كه تغيير در يكي از آنها بر روي ديگري تاثير مي­گذارد.

    در گذشته براي كنترل سرعت موتورهاي القايي از روش تغيير آرايش سيم­پيچي سـتاره/مثلث اسـتفاده مي­شد كه توانايي محدودي داشت. در اين روش، با تغيير آرايش سيم­پيچي، ولتاژ فاز سيم­پيچي­هاي استاتور موتور تغيير مي­كند. اگر تعداد سيم­پيچي­هاي استاتور بيش از سه باشد، تغيير قطب هم امكانپذير است ولي فقط براي مقادير گسسته سرعت از اين روش استفاده مي­شود. ولي موتوري با چندين سيم­پيچي آرميچر در مقايسه با موتورهاي معمولي گـرانتـر اسـت. روش جـايگزين ديگـر بـراي كنتـرل سـرعت، اسـتفاده از موتورهاي القايي روتور سيم­پيچي و تغيير مقاومت اسـتاتور اسـت. ولـي ايـن موتورهـا، مزيـت­هـاي اساسـي موتورهاي القايي متداول را ندارند و تلفات آنها بيشتر است.

    با توجه به مشكلات و پيچيدگي­هاي بيان شده، در زمان­هايي كه روش­هاي بيان شده براي كنترل سرعت موتورهاي القايي استفاده مي­شدند، موتورهاي DC جاروبك دار همچنان براي كاربردهايي كه نياز بـه تنظـيم سرعت داشتند، استفاده مي­شدند. پيشرفتهاي اخير در سوئيچ هاي نيمه­ هادي سريع، پردازنده­هاي ديجيتال سيگنال (DSP)ها و ريزپردازنده، زمينه­هاي جديدي را براي كاربرد درايوهاي كنترل سرعت فـراهم كـرده است. اين پيشرفت­ها باعث گسترش قابل توجه الگوريتم­هاي نرم­افزاري در مقايسه با روش­هاي سخت افزاري و در نتيجه كاهش هزينه­ها و بهبود عملكرد سيستم شده است. تركيب روش­هاي موثر كنترلي مانند كنترل برداري با DSPها و ريزپردازندهها، امكان كنترل مستقل شـار و گشـتاور را در موتورهـاي  ACفـراهم كـرده است.

    کنترل برداری

    در یک ماشین DC، محور آرمیچر و جریان­های میدان و در نتیجه شار میدان و شار آرمیچر همواره بر هم عمودند. از همین رو نیروی محرکه مغناطیسی (MMF[4]) تولید شده در این سیم­پیچی­ها نیز متعامد است. کنترل شار موتورهای DC از طریق کنترل جریان میدان و گشتاور ماشین با صرف‌نظر از اشباع، به­صورت مستقل از شار میدان، با کنترل جریان آرمیچر تنظیم می­شود. برای این کنترل، می­توان از کنترل‌کننده‌های PI استفاده کرد.

    مطابق آنچه گفته شد، در ماشین­های DC فقط دامنه جریان کنترل می­شود، این در حالی است که در ماشین­های القایی چون شار میدان و آرمیچر بر هم عمود نیستند، علاوه­بر اندازه جریان، فاز آن نیز باید کنترل شود. به­عبارت دیگر بردار جریان باید کنترل شود، بنابراین روش کنترل برداری خوانده می‌شود. برای داشتن ساختار کنترلی ساده­تر، سیستم به قاب مرجع گردان انتقال داده می­شود. هدف از این کار داشتن کنترلی مشابه ماشین­های DC برای ماشین­های AC است. در این حالت بردار جریان به دو مولفه در راستای محور d و q تبدیل می­شود. هر کدام از این مولفه­ها وظیفه­ای بر عهده دارد: یکی تولیدکننده شار و دیگری تولیدکننده گشتاور. در این حالت چنانچه یکی از مولفه­ها ثابت باشد و دیگری تغییر کند، این تغییر به سرعت در سیستم اعمال می­شود. 

    روش­های گوناگونی مبتنی بر کنترل برداری، برای کنترل ماشین­های الکتریکی و به­خصوص القایی در مراجع مختلف ارائه شده است. از جمله مهم­ترین این روش­ها، روش کنترل میدان گرا و روش کنترل مستقیم گشتاور هستند، که به­صورت بسیار گسترده استفاده شده­اند.

     

    [4]  Magneto motive force

     

    [1] Induction Motor

    [2] Vector Control

    [3] Direct Torque Control

Comments

  • (no comments)

Post Comments

This free website is created and hosted by Website.com's Site Builder.