بهبود کنترل بدون حسگر موتورهای جریان مستقیم بدون جاروبکBLDC))
General Material Designation
[پایاننامه]
Parallel Title Proper
Improvement of Sensorless Control for Brushless Direct Current Motors
First Statement of Responsibility
/شهین مهدیون راد
.PUBLICATION, DISTRIBUTION, ETC
Name of Publisher, Distributor, etc.
: مهندسی برق
Date of Publication, Distribution, etc.
، ۱۳۹۷
PHYSICAL DESCRIPTION
Specific Material Designation and Extent of Item
۱۳۱ص.
Other Physical Details
:
GENERAL NOTES
Text of Note
زبان چکیده: فارسی
NOTES PERTAINING TO PUBLICATION, DISTRIBUTION, ETC.
Text of Note
چاپی - الکترونیکی
NOTES PERTAINING TO PHYSICAL DESCRIPTION
Text of Note
مصور، جدول، نمودار
DISSERTATION (THESIS) NOTE
Dissertation or thesis details and type of degree
دکتری
Discipline of degree
مهندسی برق- قدرت
Date of degree
۱۳۹۷/۱۰/۰۱
Body granting the degree
صنعتی سهند
SUMMARY OR ABSTRACT
Text of Note
موتورهای جریان مستقیم بدون جاروبک (BLDC) برای انجام کموتاسیون جریان، فقط اطلاعات گسسته شش نقطه از موقعیت روتور را در هر دوره تناوب نیاز دارند که این امر استفاده از حسگرهای ارزانقیمت را میسر میسازد .به هر حال، حسگرهای موقعیت علاوه بر افزایش هزینه، به فضای قابل ملاحظهای برای نصب در داخل موتور نیاز دارند و نسبت به حرارت و ارتعاشات مکانیکی حساس هستند .کنترل بدون حسگر موتور (BLDC) در برخی کاربردهای ارزانقیمت برای کاهش هزینه و در برخی کاربردهای با عملکرد بالا برای افزایش قابلیت اطمینان، ترجیح داده میشود .روشهای کنترل بدون حسگر متعددی در مراجع مختلف ارائه شدهاند .به هر حال، تخمین موقعیت روتور با استفاده از این روشها با مشکلاتی همراه است که میتوان به نیاز به مدار شیفتدهنده فاز و خطای قابل ملاحظه ناشی از فیلتر پایینگذر در سرعتهای بالا اشاره کرد .مدار شیفتدهنده فاز موجب پیچیدگی سیستم و خطای فیلتر پایینگذر موجب کاهش کارایی موتور میشود .در این رساله، روش کموتاسیون بدون حسگر پیشنهادی از اینورتر با ولتاژ لینک DC کنترلشده به جای کنترل مدولاسیون عرض پالس استفاده میکند .به این ترتیب، ولتاژها و جریانهای موتور عاری از ریپلهای فرکانس بالای ناشی از کلیدزنی مدولاسیون عرض پالس هستند و نیازی به فیلتر پایینگذر برای حذف مولفههای فرکانس بالا نیست .بهعلاوه، به دلیل حذف ریپلهای کلیدزنی از ولتاژها و جریانهای موتور، تلفات موتور نیز کاهش مییابد .روش پیشنهادی از ولتاژهای فیلترنشده خط برای تخمین موقعیت روتور استفاده میکند .در هر صورت، ولتاژهای فیلترنشده شامل ریپلهایی هستند که از کموتاسیون جریان در سیمپیچیهای استاتور نشات میگیرند .این ریپلها در سیگنالهای علامت ولتاژها نیز ظاهر میشوند و موجب اختلال در روند کموتاسیون بدون حسگر موتور میشوند .در این رساله، در ابتدا مطالعه دقیقی بر روی شکلموج ولتاژهای فیلترنشده موتور و ریپلهای آنها انجام شده است .سپس برای جبران اثر ریپلهای کموتاسیون روشهای مختلفی به شرح زیر ارائه شده است .۱)یک روش بر اساس مفهوم جدید شبهتوان معرفی شده که سیگنالهای جبرانگر را با استفاده از سیگنال علامت حاصلضرب ولتاژ خط در جریان خط به دست میآورد .۲)در موتورهای ولتاژ بالا به دلیل دامنه کوچک ریپلهای ناشی از کموتاسیون نسبت به پیک ولتاژهای خط، استفاده از مقایسهگرهای هیسترزیس برای حذف این ریپلها پیشنهاد شده است .۳)هرچند که دامنه ریپلهای کموتاسیون کوچک است ولی در موتورهای ولتاژ پایین حذف این ریپلها با مقایسهگر هیسترزیس خطای بزرگی ایجاد میکند .به همین دلیل، برای موتورهای ولتاژ پایین، سیگنالهای جبرانگر با استفاده از سیگنال علامت ولتاژهای ترمینال نسبت به زمین و نیز نسبت به لینک DC تولید شدهاند .۴)روشهای پیشنهادی دوم و سوم صرفا مختص موتورهای ولتاژ بالا و پایین هستند .برای رفع این عیب مدارهای اندازهگیری ولتاژها طوری طراحی شدهاند که قادرند سیگنالهای جبرانگر مناسبی تولید کنند تا ریپلهای کموتاسیون را از سیگنالهای علامت ولتاژهای خط یک موتور اعم از ولتاژ بالا، متوسط یا پایین حذف کنند .اهمیت و نوآوری این رساله در حذف همزمان مدار شیفتدهنده فاز و فیلتر پایینگذر است که پیادهسازی روشهای کموتاسیون پیشنهادی را ساده و ارزان میسازد .زیرا با حذف مدار شیفتدهنده فاز دیگر نیازی به پردازشگرهای سیگنال دیجیتال گران نیست و با حذف فیلتر پایینگذر، تاخیر فاز ناشی از آن، عملکرد روش پیشنهادی را تحت تاثیر قرار نمیدهد .به این ترتیب، با افزایش گستره سرعتی که روشهای بدون حسگر پیشنهادی عملکرد مطلوب دارند، کنترل بدون حسگر موتور (BLDC) بهبود مییابد .بهعلاوه، با اتخاذ یک روش ساده و استفاده ترکیبی از بردارهای ولتاژ مد هدایت سه فاز و دو فاز، تخمین موقعیت اولیه روتور نیز بهبود داده شده است .شبیهسازیهای روشهای پیشنهادی در نرمافزار MATLAB/Simulink انجام شده و همچنین توسط مجموعه آزمایشگاهی پیادهسازی شده است .نتایج حاصل عملکرد مطلوب این روشها را نشان میدهد و تایید میکند که روشهای پیشنهادی خطای تخمین موقعیت کمتری نسبت به روشهای مرسوم دارند
PARALLEL TITLE PROPER
Parallel Title
Improvement of Sensorless Control for Brushless Direct Current Motors
TOPICAL NAME USED AS SUBJECT
موتور جریان مستقیم بدون جاروبک
کنترل بدون حسگر
تخمین موقعیت، فاقد فیلتر
ضدمحرکه ذوزنقهای
کموتاسیون جریان
UNCONTROLLED SUBJECT TERMS
Subject Term
موتور جریان مستقیم بدون جاروبک، کنترل بدون حسگر، تخمین موقعیت، فاقد فیلتر، ضدمحرکه ذوزنقهای، کموتاسیون جریان