دانلود پروژه مشخص كردن راكتانس محورهای d وq از موتورهای سنكرون مغناطیس- قسمت دوم

دانلود پایان نامه

– آزمایشهای مشخص كردن Xd و Xq

آزمایشهای در دو مرحله انجام می شوند.

1) آزمایش بی باری با ولتاژ متغیر U.

2) آزمایش بارداری با ولتاژ اسمی U.

اول آزمایش بی باری توصیف می شود بعد آزمایش بارداری.

الف – آزمایش بی باری با دسترس بودن ولتاژ متغیر U

بوسیله ولتاژ متغیر U هر دو E و Xd می توانند مشخص شوند، آزمایش می تواند انجام شود با مقدار متفاوتی از جریان بوسیله تغییر دادن U كه باید همگی به خاطر سپرده شوند.

نکته مهم : برای استفاده از متن کامل تحقیق یا مقاله می توانید فایل ارجینال آن را از پایین صفحه دانلود کنید. سایت ما حاوی تعداد بسیار زیادی مقاله و تحقیق دانشگاهی در رشته های مختلف است که می توانید آن ها را به رایگان دانلود کنید

بیشتر موتورهای با یك جریان پایه ای d در نقطه كارنامی عمل می كنند البته ( LSPMs) واقعاً حتی با یك جریان كوچك و منفی Id عمل خواهند كرد هدف از این اندازه گیریها بدست آوردن مقدار E و Xd كه معرفی كننده مقدار حقیقی بار هستند وقتی كه مسیر شار محور d بطور طبیعی و اشباع نشده باشد و باید توجه كرد كه برای ماشینهایی كه مسیر شار محور d آنها در عملكرد طبیعی به اشباع می روند این روشها رد می شوند.

شكل (2) دیاگرام فازوری یك موتور سنكرون مغناطیس دائم در طول آزمایش بی باری
از (1) دیده می شود كه افت ولتاژ مقاومتی كه از Rs و Iq حاصل شده در بی باری چون جریان مولفه q وجود ندارد و زاویه تقریباً برابر صفر است در شكل (2) مقدار زاویه بار كه یك مقدار جزئی بیشتر از صفر نشان داده شده است كه ناشی از اصطكاك و تلفات دیگر است.

با دوباره نوشتن (1) با این فرضها داریم

(18)                                                                               

این یك معادله است كه در نزدیكی نقطه U=E معتبر نیست و از اینكه Id مساوی صفر است و تنها مولفه I مربوط به مقدار كوچك Iq می باشد كه نیاز هست برای غلبه بر تلفات ها، برای هر فاصله مشخص از این نقطه به هر حال یك ارتباط خطی در (18) آمده كه یك تقریب خوبی می باشد و E ثابت هست و X می تواند بدست آید با خواندن مقدار U و I در معادله (18) و همچنین Xd می تواند مشخص شود به ازای مقادیری مختلفی از Id ، Xd كه در اینجا پیدا شده معرفی كننده یك نمونه از بار می باشد در چنین مواردی شاید نیاز بعضی از مهندسان به رفتار تجربی ماشین باشد.

آزمایش بارداری با ولتاژ اسمی U :

از آزمایش بی باری كه انجام شد E و Xd مشخص شده اند و موتور عمل خواهد كرد در ولتاژ و گشتاور اسمی بوسیله اندازه گیری U و I و P با استفاده از معادله (5) زاویه می تواند مشخص شود و در بخش IV مشخص كردن توصیف شده است با داشتن اینكه و Xd مشخص شده اند و فرض اینكه شار محور d اشباع نشده باشد برقرار باشد Xq می تواند مشخص شود بضورت تابعی از بار، به هر حال به محض اینكه شار محور d به اشباع برود بواسطه Id و Iq مدل غیر دقیق خواهد بود و در چنین مواردی هیچ راه حلی برای محاسبه كردن وجود ندارد و دلیل آن این است كه مقدار E و Xd دقیق نیستند و اساساً این نباید مشكلی برای دلایل دقیق بالا باشد یكی دیگر از منابع اشتباه حضور تلفات آهنی است این تلفات باعث زیاد شدن شده و این مفهوم كه مقدار كه در معاملات استفاده شده بالاتر از مقدار واقعی باشد و معمولاً نتایج بالاتر از تخمین Xq می باشد بنابراین اگر مقدار دقیق در میان باشد باید مقدار تحت بار نامی باید كاهش یابد بواسطه مقدار مساوی از تلفات آهنی و تلفات آهنی را می توان تخمین زد از آزمایش بی باری بوسیله تغییر ولتاژ و اندازه گیری قدرت داخلی اگر تلفات سیم پیچ ها از قدرت داخلی ماشین كسر شود تنها تلفات مكانیكی و آهنی بدست می آید البته تلفات مكانیكی متأثر از ولتاژ تغذیه شده نیست اگر چه تلفات آهنی متناسب با توان دوم ولتاژ تغذیه می باشد.

VI– مقایسه ای از آنالیزهای ریاضی و آزمایشها:

برای یك آزمایش معتبر از این روش ترتیبی برای استفاده از یك سنسور شفت در یك دستگاه نمونه اتخاذ شده است و یك سری از ویژگیهای موتورهای تحت آزمایش قرار گرفته در جدول I نشان داده شده اند.

وجود دارد 3 عدد LSPMs و موتور B هست یك انتگرال موتور و LSPMs یك نقطه اشتراك در عملكرد دارند كه آنها با سیگنال كوچك منفی پایه ای جریان محور d در حول نقطه كارنامی عمل می كنند اما انتگرال موتور عمل خواهد كرد با جریان صفر محور d بواسطه كنترل معكوس در این روشها راكتانس محور d تقریباً ثابت است و موتور در حال كاركرد نرمال خود باشد و E ثابت است به شرط آنكه Iq مسیر

LSPMs ها آزمایش شده موتورهای سه فازی كه هسته مغناطیسی U شكل دارند و در شكل (3) به نمایش درآمده اند و موتورهای B و D هسته مغناطیسی شكل V دارند و شكل (4) نشان می دهد تغییرات راكتانسی محورهای d و q برای موتور A.

 جدول II نشان می دهد مقایسه ای از این آزمایشها را با روش المان محدود ( FEM ) و روشهای محاسباتی برای موتور A تنها یك مولفه مربوط به راكتانس محور d از آزمایش بی باری بدست آمده و راكتانس محور q كه تنها از طریق محاسباتی هست.

راكتانس A و C بدست آمده از اندازه گیریهای كه بوسیله اندازه گیری وضعیتهای روتور انجام شده برای موتور B راكتانسها از اندازه گیری آزمایش بی باری بدست آمده‌اند به خوبی آزمایشهای ژنراتور برای اندازه گیری راكتانسهای محورهای dو q.

به هر حال روشهای نشان داده شده یك سری محدودیت همراه هستند كه امكان ندارد Xq برای موتور B به روش محاسباتی حساب كنیم دلیل آن این است كه آزمایشهای موتور B انجام شده قبل از اینكه روشهای محاسباتی استخراج شوند.

وجود دارد 10% خطا برای موتورهای A و C به هر حال مقدار بسیار دقیق از این راكتانسها امكان ندارد و یكی از مهمترین منبع اشتباه هست معتقد بودن به حساب كردن راكتانس محور d در حالیكه اشباع كمتر از بار مجاز است به این نكته باید توجه كرد كه ضروری است داشته باشیم مقادیری دقیقی از Rs و E با توجه به حرارت و البته با افزایش درجه حرارت E كاهش و Rs افزایش پیدا می كند.

VII – نتیجه:

یك روش برای مشخص كردن راكتانس محور d و q از PMSMs به نمایش در آمده اند این روش جدیدی است كه می تواند مورد استفاده واقع شود بدون محدودیت اندازه گیری زاویه بار، یك طرح كه در آینده خیلی مهم خواهد بود كه بییشتر PMSMs بویژه موتورهای حركت خطی هیچ سنسور شفت نخواهد داشت. و ساختن این حقیقت كه امكان مشخص كردن راكتانس بدون محدودیت اندازه گیری زاویه بار در حالیكه زاویه بار كه از آزمایش بارداری بدست می آید، وجود دارد.

این روش یك روش خیلی ساده است كه می تواند انجام شود بوسیله هر تكنسین آزمایشگاهی این آزمایشها كه با یك سری استاندارد آزمایشی انجام می‌شوند و می‌سازند استانداردهای روتور القایی و اساس رگولاتورها این روشها در موارد مختلفی با انواع متفاوتی از طراحی آزمایش شده اند و نتیجه ها توافق قابل ملاحظه ای با تئوری داشته اند كه با مقایسه روشهای دیگر المان محدود این به نمایش در آمده است.

محاسبات تعیین راكتانسهای ماشین سنكرون مغناطیس دائم به روش تجربی:

با استفاده از دیاگرام فازوری موتورهای سنكرون مغناطیس دائم كه در شكل (5 )

نشان داده شده است می‌توان فرمولهای (1)تا (4) بدست آوریم

شكل (5) دیاگرام فازوری یك موتور سنكرون

(19)    

چون داریم

(20)                                         

(21)            

                                                                                                                                                           (22)                                                    

(23)                                                           (24)               

طبق فرمول شماره (20) می توان نوشت

 

(25)    (26)                                                                                                                                                                                  

(27)                                                                                                                                                                                                       

كه دراین معادلات R1 مقاومت هر فاز سیم پیچ استاتور و V ولتاژ آرمیچر Ia جریان آرمیچر X1 راكتانس پراكندگی، Ef نیروی محركه القایی كه در جریان

محاسبه شده Xad و Xaq راكتانسهای متقابل محورهای d و q و همچنینو راكتانس كل یا راكتانس سنكرون محورهای d و q می باشند.

روشهای مختلف اندازه گیری زاویه بار :

روشهای مختلفی برای اندازه گیری زاویه بار و در ماشینهای سنكرون مغناطیسی دایم وجود دارد كه ما در اینجا به دو نمونه از آن اشاره می كنیم:

روش 1): روش آزمایشگاهی برای اندازه گیری زاویه بار ماشین سنكرون مغناطیس دائم در این روش از یك موتور سنكرون آزمایش شونده (SM T)و یك موتور سنكرون اضافی دیگر با همان تعداد قطب ( ASM ) و یك محرك اولیه (PM )كه ممكن است موتورdc یا سنكرون باشد و یك ترمز (B ) و یك اسیلسكوپ استفاده می كنیم طبق شكل شماره (6).

 شكل (6) ترتیب آزمایشگاهی برای اندازه‌گیری زاویه بار از موتورسنكرون مغناطیس دائم (PMSM)

دو تا از ترمینالهای فازهای متقابل موتور آزمایش شونده و موتور سنكرون اضافی به ترمینالهای اسیلسكوپ وصل می شوند در بی باری نیرو محركهای  EfTSM از (TSM)

و EfASM از ( ASM ) را داریم بنابراین با همان وضعیت روتورهای TSM و ASM و با مراعات همان فازهای كه به اسلیسكوپ وصل شده بودند وقتی كه موتور سنكرون آزمایش شونده ( TAM ) به یك منبع تغذیه سه فاز وصل می شود و اسلیسكوپ سیگنالهای EfASM و VTSM را دریافت می كنند كه زاویه بار می تواند مشخص شود. با تفاضل مقادیری EfASM و VTSM كه اندازه گیری دقیق زاویه بیشتر بستگی به مقدار هارمونیكهای مرتبه بالا از VTSM و EfASM دارد.

روش 2): كنترل بدون سنسور ماشینهای سنكرون معناطیسی دایم با استفاده از خطای ولتاژ برداری در سالهای اخیر توجه زیادی به كنترل بدون سنسور ( تخمین بجای اندازه گیری ) شده است و قالب PMSMs ها بكار می برند یك انكودر نصب شده بر روی شفت برای تشخیص موقعیت شار روتور و برای ابقای سنكرویزم، این باعث رشد سریع ماشینهای سنكرون بدون سنسور شده است و بهتر است یك محرك انتقال دهنده قدرت كه كابلهای سنسور اضافی به آن وصل نشده باشد و تنها كابلهای قدرت را داریم به عبارت دیگر سنسور شفت روی آن نباشد كه ما می توانیم تشخیص دهیم موقعیت و سرعت این ماشینها را به روش تخمین بدست آمده از نیروی ضد محركه.

این طرح در برگیرنده یك حلقه داخلی كنترل سریع جریان است و یك كنترل سرعت بیرونی و برای تمام پارامترها از مقدار پریونیت نرمالیزه شده بر حسب زمان استفاده شده و بر اصل زیر استوار است.

مقدار درست یا صحیح

(28)                                                                               

خطای تقریبی                                                              مقدار تقریبی

كه این را روی یك ماشین سنكرون مغناطیس دائم ( PMSMs ) اجراء می كنیم.

كه ابتدا بلوك دیاگرام یك ماشین سنكرون مغناطیس در شكل( 7 ) نشان داده شده كه روابط اساسی آن در شكل q d در مقالات بیان شده است.

شكل (7) بلوك دیاگرام یك (PMSM) در شكل d – q

حال مدل كوپل نشده كنترل داخلی یا تنظیم گر جریان را بحث می كنیم.

در اصل این كنترل كننده نقش یك جبران كننده را دارد و با ماشین سنكرون مغناطیس دائم. ( PMSMs ) بصورت سری قرار می گیرد، با توجه به شكل (8) می توان نوشت:

 شكل (8) ساختمان یك كنترلر (IMC)

(29)                                                           

و اگر كل مدل را بصورت یك حلقه بسته ببینیم داریم:

(30)                                                                               

G(s) تابعی از ورودی و خروجی ( PMSMs ) می باشد.

   خطای خروجی از كنترل كننده فیدبك است.

(31)                                                

پس می توان نوشت

(32)                                                                                                                                      

(33)                                                                               

هدف از این كنترلر هست رسیدن پارمترهای حلقه بسته به حالت دائمی با پاسخ گذرا سریع.

حال الگوریتم تقریبی را روی این مجموعه می بندیم یعنی ما تشخیص می‌دهیم موقعیت و سرعت روتور این ماشینها را به روش تخمین از نیروی ضد محركه.

(34)                                                   

پس داریم

(35)                                                                                                     

(36)                                                   

كه   و    گین های تناسبی هستند برای مقادیر كوچك از     داریم.

(37)                                                                      

(38)                                                                      

حالا از این روابط می توانیم استخراج كنیم معادلات حالت سرعت و موقعیت برحسب خطای تقریبی        

با استفاده از معادله مشخصه داریم:

(39)                                                   

(40)                                                   

كه این بدان معنی است كه با محاسبه دو تا گین تناسبی سرعت و مكان تضمینی را

می توانیم بدست آوریم.

كه ساختمان كامل یك ماشین سنكرون بدون سنسور در شكل (9) آمده است.

برای دیدن قسمت های دیگر این تحقیق لطفا” از منوی جستجوی سایت که در قسمت بالا قرار دارد استفاده کنید. یا از منوی سایت، فایل های دسته بندی رشته مورد نظر خود را ببینید.

با فرمت ورد

Leave a comment