مدل سازی ترکیبی درایو موتور سنکرون مغناطیس دائم با استفاده از روش المان محدود
ایمان طالبیان
مهندسی برق و کامپیوتر
۱۳۹۹
۶۶ص.
سی دی
کارشناسی ارشد
برق-قدرت گرایش الکترونیک قدرت و ماشینهای الکتریکی
۱۳۹۹/۱۱/۲۱
ماشینهای سنکرون مغناطیس دائم دارای مزایای متعدد و کاربردهای فراوان هستند، کارایی دینامیکی بالایی دارند و برای کاربردهای صنعتی مانند خطوط مونتاژ، رباتها، ماشینهای CNC و قطارهای پرسرعت مناسباند. درایو این نوع موتورها معمولاً به وسیله یکی از روشهای کنترلی مرسوم انجام میشود. شبیهسازی عملکرد درایو این نوع موتورها معمولا در محیط MATLAB/SIMULINK انجام میگیرد. برای تحلیل دقیقتر و همچنین بهبود پارامترهای خروجی در موتور سنکرون مغناطیس دائم، روش المان محدود (FEM) مورد استفاده قرار میگیرد که در محیطهای نرمافزاری مختلف میتوان مدل المان محدود سیستم را بهدست آورد.در این پژوهش، در ابتدا اصول کار محیط المان محدود و سیستم کنترل مستقیم گشتاور برای موتور سنکرون مغناطیس دائم به تفصیل توضیح داده میشود. سپس، پژوهشهای صورت گرفته در مراجع و مقالات مختلف مورد بحث و بررسی قرار میگیرد. در ادامه، مدل المان محدود موتور سنکرون مغناطیس دائم با آهنربای سطحی در محیط FLUX 2D طراحی میشود. سپس، روش پایه و رایج کنترل مستقیم گشتاور (DTC) در محیط MATLAB/SIMULINK پیادهسازی شده و در نهایت، با شبیهسازی ترکیبی در نرمافزارهای SIMULINK/MATLAB و المان محدود FLUX 2D سعی میشود مدل ریاضی ماشین در حالت بیباری در محیط المان محدود پیادهسازی گردد و پارامترهای ورودی مدل بهبود داده شود تا سیستم دقیقتری برای درایو موتور PMSM با توجه به تحلیل المان محدود ارائه شود. نتایج شبیهسازی بهدست آمده مدل کنترل پایه و نیز مدل شبیهسازی ترکیبی، صحت و دقت این راهبرد کنترل را تایید میکند.
AbstractNowadays, permanent magnet synchronous machines (PMSMs) have several advantages and various applications with high dynamic performance, which makes it suitable for industrial uses like assembling lines, robotics, CNC machines, and ultra-high-speed trains. These motors are controlled with one of the common controlling methods. The simulation of these motors' drives is generally accomplished in MATLAB/SIMULINK software. In addition, the finite element method is applied in order to better analyze and modify the output parameters of the permanent magnet synchronous motor, which can be performed using several finite element software.In this thesis, at first, the basic criteria of the finite element environment and direct torque control for permanent magnet synchronous motors is explained. Then, the accomplished articles and related research work is analyzed. In addition, the finite element model of the surface permanent magnet synchronous motor is designed in FLUX 2D software. Then, the direct torque control method is performed in MATLAB/SIMULINK and finally, by co-simulating these two models at no-load condition, the finite element model is replaced with the motor's mathematical model. Also, the input parameters of the model are modified, in order to achieve a precise system for the permanent magnet synchronous motor drive, considering the finite element analysis.
Hybrid Modelling of Permanent Magnet Synchronous Motor Drive Using Finite Element Method