عنوان :  طراحی و ساخت یک مدار راهانداز (DRIVER) بدون سنسور برای موتور رلوکتانس سوئیچی با قابلیت کاهش ریپل گشتاورجهت یک ماشین لباسشویی نمونه

دانشگاه آزاد اسلامی

واحد ﲥران جنوب دانشکده ﲢصیلات تکمیلی

پایان نامه برای دریافت درجه کارشناسی ارشد “M.Sc”

مهندسی برق الکﱰونیک

عنوان:

طراحی و ساخت یک مدار راهانداز (DRIVER) بدون سنسور برای موتور رلوکتانس سوئیچی با قابلیت کاهش ریپل گشتاورجهت یک ماشین لباسشویی ﳕونه

استاد راهنما :

دآﱰ سید ابراهیم افجهای

استاد مشاور:

دآﱰ امید هاﴰی پور

تابستان 1384

برای رعایت حریم خصوصی نام نگارنده پایان نامه درج نمی گردد
(در فایل دانلودی نام نویسنده موجود می باشد)
تکه هایی از متن پایان نامه به عنوان نمونه :

  فهرست مطالب صفحه  
عنوان  
چکیده     ١١  
مقدمه   ١٣  
فصل١ : ساختمان موتورهای رلوآتانسی      
١-١-مقدمه   ۶١  
١-٢-عملکرد اولیه موتور رلوکتانس   ١٨  
١-٣-انواع موتورهای رلوآتانس متغیر   ١٩  
١-۴دسته بندی موتورهای رلوآتانسی از ﳊاظ ساختار   ٢٠  

١-۵ایجاد گشتاوردر یک موتور رلوآتانس سوئیچی(روابط و نتایج)  ٢٣
 
١-۶ارتباط بین موقعیت روتور و اندوآتانس سیمپیچ استاتور    ٢٨
 
١-٧- مدار معادل موتور رلوآتانسی                                                                 ٣٠
 
فصل٢ : مدارات راه انداز (DRIVER)
 
٢-١-پیکربندی مدارات مبدل                                                                                   ۴٣
 
٢-٢-مبدل پل نامتقارن                                                                                             ۵٣
 
٢-٣-مبدﳍای یک سوئیچ در هر فاز                                                                      ٠۴
 
٢-۴مبدل R-Dump                                                                                                          ٠۴
 
٢-۵مبدل Bifilar                                                                                                              ١۴
 
٢-۶مبدل با منبع تغذیه dc دو نیمهای                                                        ٣۴
 
٢-٧-مبدل با q ترانزیستور و 2q دیود                                                          ۵۴
 
٢-٨-مبدل با (١(q+ سوئیچ و دیود                                                                     ٨۴
 
٢-٩-مبدل C-Dump                                                                                                          ٠۵
 
٢-١٠-مبدل C-Dump با قابلیت جریان هرزگرد                                              ٢۵
 
٢-١١-مبدل با یک ترانزیستور مشﱰک                                                                 ۵۵
 
٢-١٢-مبدل با حداقل تعداد سوئیچ و تغذیه ورودی متغیر      ۶۵
 
٢-١٣-مبدل با ولتاژ DC متغیر و توپولوژی Buck-Boost              ٧۵
 
٢-۴١-مبدل با (1 .5 q) سوئیچ و دیود                                                                  ٩۵
 

٢-۵١-مبدل دو مرحلهای ٠۶
فصل٣ : طراحی مدار راهانداز (DRIVER) به
روش مستقیم  
٣-١-مقدمه ٣۶
٣-٢-سوئیچ و اﳌاای قدرت ۴۶
٣-٣-سنسور تعیین موقعیت و سرعت موتور ۶۶
٣-۴آنﱰل دور و حلقه فیدبک ٧۶
فصل۴ : روش های عملی کاهش ریپل گشتاور
۴-١-بدست آوردن ارتباط گشتاور از مدار معادل SRM ٧٢
۴-٢-مطالعه ارتباط L با موقعیت روتور θ ٧٣
۴-٣-مطالعه تاثیر جریان بر L ۵٧
۴۴اثر ثابت گشتاور dL(θ,i)/dθ بر روی گشتاور ٧٧
۴۵اثر i 2  بر روی گشتاور ٧٨
۴۶ﲨع بندی در مورد کاهش ریپل گشتاور ٨٠

 
فصل۵ : طراحی مدار راهانداز (DRIVER) به روش غیرمستقیم

۵-١-مقدمه ٨٢  
۵-٢-تشخیص موقعیت روتور بدون بهره گیری از سنسور ٨٣  
۵-٣-آنﱰل جهت چرخش ۶٩  
فصل۶ : نتیجه گیری و پیشنهادات ٩٩  
نتیجه گیری  
پیشنهادات ١٠٢  
پیوست نقشه های ﴰاتیکی سخت افزار دستگاه ١٠٣  
پیوست اطلاعات نرم افزاری سیستم ١١٠  
فصل٧ : مـراجـع ١٣٩  

 

    فهرست شکل ها صفحه  
  عنوان    
           
١-١.a-شکل :دو ﳕونه موتور رلوآتانسی با یک دندانه در هر قطب.   ١٧  
١-١.b-شکل :ﳕونهای دیگر با دو دندانه در هر قطب .   ١٧  
١-٢.شکل : ﳓوه عملکرد موتور رلوآتانس.   ١٩  
١-٣-الف.شکل :ﴰای موتور رلوآتانس با برجستگی دوگانه.   ٢٠  
١-٣-ب.شکل :ﴰای موتور رلوآتانس با برجستگی واحد.   ٢٠  
١-۴-١.شکل :موتور رلوآتانس از نوع روتور صفحهای.   ٢٢  
١-۴-٢.شکل :موتور رلوآتانس سوئیچی چند لایه.   ٢٣  
١-۵-.aشکل :روتور با فاصله x از استاتور.   ۶٢  
١-۵-.bشکل :منحنی شار برحسب mmf برای x1  و x2  آه x1>x2   ۶٢  
١-۶-.aشکل :یک قطب از موتور رلوآتانس.   ٢٨  
١-۶-.bشکل :منحنی اندوآتانس برحسب موقعیت روتور.   ٢٨  
١-٧-١.شکل :مدار معادل موتور رلوآتانسی.   ٣١  
١-٧-٢.شکل :منحنی گشتاور ـ سرعت یک موتور رلوآتانسی ﳕونه.   ٣٢  
٢-١.شکل :دستهبندی مدارات مبدل.   ۴٣  
٢-٢.a-شکل :مبدل پل نامتقارن.   ۵٣  
٢-٢.b-شکل :شکل موجهای مبدل پل نامتقارن ـ روش اول.   ۶٣  
٢-٢.c-شکل :شکل موجهای مبدل پل نامتقارن ـ روش دوم.   ٣٨  
٢-٢.d-شکل :بهره گیری از SCR و آاهش تعداد ترانزیستورهادرمبدل پل  
نامتقارن.   ٣٩  
٢-۴-.aشکل :توپولوژی R-Dump   ١۴  
٢-۴-.bشکل :شکل موجهای توپولوژی R-Dump   ١۴  
٢-۵-.aشکل :مبدل Bifilar   ٢۴  
٢-۵-.bشکل :شکل موجهای مبدل Bifilar   ٣۴  
٢-۶-.aشکل :مبدل، منبع تغذیه dc دو نیمهای.   ۴۴  
٢-۶-.bشکل :شکل موجهای مبدل با منبع تغذیه دو نیمهای.   ۵۴  
٢-٧.a-شکل :مبدل با q ترانزیستور و 2q دیود.   ۶۴  

 
٢-٧.b-شکل :شکل موجهای مدار فوق با روش اول.                                         ٧۴
 
٢-٧.c-شکل :شکل موجهای مدار فوق با روش دوم.                                         ٨۴
 
٢-٨-١.شکل :مبدل با (١(q+ سوئیچ در هر فاز.                                           ٩۴
 
٢-٨-٢.شکل :ﲠبود یافته مدار(١(q+ ترانزیستوری.                                    ٠۵
 
٢-٩.a-شکل :مدار مبدل C-Dump                                                                              ١۵
 
٢-٩.b-شکل :شکل موجهای مبدل C-Dump                                                               ٢۵
 
٢-١٠-١.شکل :مبدل C-Dump با قابلیت جریان هرزگرد.                             ۴۵
 
٢-١٠-٢.شکل :عملکرد مدار بدون ﳘپوشانی جریان فازها.                       ۴۵
 
٢-١١.a-شکل :مبدل با یک ترانزیستور مشﱰک.                                                 ۵۵
 
٢-١١.b-شکل :عملکرد مدار.                                                                                      ۵۵
 
٢-١٢.شکل :مبدل با حداقل تعداد ترانزیستورو تغذیه ورودی متغیر.  ٧۵
 
٢-١٣.شکل :مبدل با ولتاژ DC متغیر و توپولوژی Buck-Boost         ٨۵
 
٢-۴١.a-شکل :مبدل با (1.5q) سوئیچ.                                                                     ٩۵
 
٢-۴١.b-شکل :عملکرد مدار.                                                                                      ٩۵
 
٢-۵١.شکل :مبدل دو مرحلهای.                                                                                ١۶
 
٣-١.شکل :بلوک دیاگرام مدار آنﱰل موتور.                                                  ٣۶
 
٣-٢-١.شکل :مدار ساده هر فاز.                                                                           ۴۶
 
٣-٢-٢.شکل :مدار درایو ترانزیستورهای قدرت.                                           ۵۶
 
٣-٣-١.شکل :مدار معادل فتواینﱰاپﱰ.                                                               ۶۶
 
٣-٣-٢.شکل :مدار آامل سنسورها.                                                                         ۶۶
 
٣-٣-٣.شکل :شکل موجهای ناشی از سنسورها.                                                  ٧۶
 
٣-۴-١.شکل :پالسهای PWM                                                                                       ٨۶
 
٣-۴-٢.شکل :مدار سرعت موتور.                                                                              ٨۶
 
٣-۴-٣.شکل :مدار آنﱰل PI                                                                                        ٩۶
 
٣-۴-۴.شکل IC-TL494:                                                                                                    ٧٠
 
۴-١.شکل :مدار معادل موتور رلوآتانسی.                                                       ٧٢
 
۴-٢-١.شکل :تغییرات اندوکتانس با موقعیت روتور.                                 ۴٧
 
۴-٢-٢.شکل :پایین شکل،روتوراصلاح شده درمقایسه باروتور معمولی.  ۵٧
 

۴-٣.شکل :تغییرات اندوکتانس با جریان بر حسب زاویه. ۶٧  
۴-۴.شکل :بهره گیری از دیودهای هرزگرد برای ﲣلیه سریع تر جریان ٧٨  
سیم پیچ.  
۴-۵.شکل :کنﱰل جریان برای کاهش ریپل گشتاور. ٨٠  
۵-١-١.شکل :شفت انکدر و سه عدد سنسور برای تشخیص موقعیت روتور ٨٢  
دریک موتور سه فاز ۴/۶.  
۵-٢-١.شکل :شکل جریان سیمپیچ در استاتور. ۵٨  
۵-٢-٢.شکل :مدار مبدل ۶ سوئیچه با سه عدد مقاومت sense جریان. ۶٨  
۵-٢-٣.شکل :مقطع عرضی یک موتور رلوکتانس. ٨٧  
۵-٢-۴.شکل :پالسهای اعمال شده به یک فازﳕونه و جریان حاصله ٨٨  
در ﳘان فاز.  
۵-٢-۵.شکل :پالسهای اعمال شده به سه فاز و جریان حاصله در ٨٩  
فازها.  
۵-٢-۶.شکل :فاز A در حالت ﳘپوشانی کامل. ٩٢  
۵-٢-٧.شکل :فاز A در حالت عدم ﳘپوشانی کامل. ٩٢  
۵-٢-٨.شکل :پالسهای تشخیص و فرمان اعمال شده به یک فاز و ۴٩  
جریاای حاصله.  
۵-٢-٩.شکل :پالسهای تشخیص و فرمان اعمال شده به یک فاز و ۵٩  
جریاای حاصله بعد از تقویت.  
۵-٢-١٠.شکل :جریاای حاصل از پالسهای تشخیص هرسه فاز به ۵٩  
صورت مالتی پلکس شده.  
۵-٢-١١.شکل :پالسهای تشخیص وفرمان دو فاز متوالی. ۶٩  
۵-٣-١.شکل :ترتیب فرمان ها برای حرکت راست گرد یا چپ گرد. ٩٧  
۶-١.a-شکل :منحنی جریان فازها. ٩٩  
۶-١.b-شکل :منحنی گشتاور قبل از آنﱰل جریان. ٩٩  
۶-١.c-شکل :منحنی گشتاور باآنﱰل جریان. ٩٩  
۶-٢.شکل :منحنی گشتاور برحسب سرعت موتور. ١٠٠  
۶-٣.شکل :ارتباط میکرو با A/D و آنالوگ سوئیچ. ١٠٣  
۶-۴.شکل :مدار تغذیه رگوله شده برای درایور. ۴١٠  
این مطلب رو هم توصیه می کنم بخونین:   پایان نامه کارشناسی ارشد رشته مهندسی برق : احساس و کنترل الکترونیکی شتاب سنج MEMS

 
۶-۵.شکل :مدار تولید کننده PWM بر اساس سرعت.                                    ۵١٠
 
۶-۶.شکل :مدار مبدل۶ سوئیچه به ﳘراه مدار ﳏدود کننده جریان.    ۶١٠
 
۶-٧.شکل :یک فاز از مدار مبدل به ﳘراه درایور MOSFET ها .       ١٠٧
 
۶-٨.شکل :مدار راه انداز و مدار مبدل به ﳘراه موتور.             ١٠٨
 
۶-٩.شکل :استاتور موتور ماشین لباسشویی.                                                  ١٠٩
 
۶-١٠.شکل :روتور موتور ماشین لباسشویی.                                                     ١٠٩
 
چکیده
 
ویژگیهای جذاب و مفید موتورهای رلوکتانس سوئیچی باعث افزایش اندازه کاربرد آا در صنعت شده می باشد که می توان به مورد هایی از قبیل هزینه پایین تولید، قابلیت کار در سرعت های ﳐتلف، راندمان بالا و دوام زیاد تصریح نمود. پیشرفت الکﱰونیک قدرت و رشد چشمگیر صنعت نیمه هادی تأثیر فراوانی بر طراحی و ساخت راه اندازهای موتورهای رلوکتانسی بر جای اده می باشد. به این
 
صورت که با در دسﱰس قرار گرفﱳ مدارهای ﳎتمع ﳐتلف و کاهش
 
قیمت آا، این ادوات در ساخت راه اندازهای موتورهای رلوکتانسی مورد بهره گیری قرار گرفته و روز به روز باعث هوﴰندترشدن این راه اندازها گردیده اند.
 
به طورکلی دو روش برای راه اندازی موتورهای رلوکتانسی وجود
 
دارد :
 
١- روشهای مبتنی بر داشﱳ سنسور ٢- روشهای بدون سنسور روشهای بدون سنسور به علت حذف سنسورها و ﳘچنین اتصالات
 
مربوطه در صنعت دارای طرفداران بیشﱰی می باشد که از عمده ترین علت های آن می توان به خراب شدن سنسورها به مرور زمان و نیاز به تنظیم سنسورها تصریح نمود. روشهای بدون سنسور به علت پیشرفت روزافزون علم الکﱰونیک و کنﱰل رشد چشمگیری پیدا کرده اند و با بهره گیری از مفاهیم ﳐتلف تنوع زیادی یافته اند. در فصل یک، ساختار موتورهای رلوکتانسی مورد مطالعه قرار گرفته
 
می باشد و در فصل دوم انواع مدارات مبدل ارائه شده و در فصل سوم راه اندازی با بهره گیری از سنسور گفته شده می باشد و در فصل
چهارم ارتباط ریاضی گشتاور مورد مطالعه واقع شده و روش های عملی جهت کاهش ریپل گشتاور ارائه شده می باشد و در فصل پنجم جزئیات روشی جدید در راه اندازی بدون سنسور موتورهای رلوکتانس سوئیچ شونده را اظهار می کنیم.
 
ﳘچنین در ضمائم، نقشه های ﴰاتیک سخت افزار و اطلاعات نرم افزاری مدار راه انداز آمده می باشد.
 
مقدمه
 
با در نظر داشتن پیشرفت روز افزون صنایع نیمه هادی، موتورهای رلوکتانسی جایگاه ویژه ای در عرصه های ﳐتلف صنعت پیدا کرده اند. از ﲨله علت های این امر می توان به مورد هایی از قبیل سادگی ساختمان این نوع موتورها، راندمان بالای آا نسبت به سایر موتورها و عدم نیاز به نگهداری تصریح نمود.
 
موتورهای رلوکتانسی بر خلاف اغلب موتورهای الکﱰیکی نیاز به یک سیستم راه انداز دارند، این سیستم راه- انداز به گونه کلی به دو روش زیر قابل طراحی می باشد :
 

  • با بهره گیری از سنسور

 

  • بدون بهره گیری از سنسور

 
روشهای بدون سنسور به علت نداشﱳ سنسور و ﳘچنین اتصالات مربوطه در صنعت دارای طرفداران بیشﱰی می باشد که از عمده ترین علت های آن می توان به توانایی کارکرد موتور در شرایط نامناسب ( از قبیل ﳏیطهای بسیار گرم و پر گرد و غبار ) و
 
عدم نیاز به تنظیم و نگهداری مداوم سنسور تصریح نمود.
 
روش ارائه شده مبتنی بر اعمال پالسهای شناسایی به موتور هم در مرحله ایستا و هم در مرحله چرخش می- باشد. عمده ترین مزایای این روش را نسبت به سایر روشهای مرسوم می توان در
 
موردها زیر ذکر نمود:
 
١- توانایی راه اندازی موتورهایی در گسﱰه توان چند ده وات
 
تا چندین کیلو وات.
 
٢-  توانایی راه اندازی موتور با سطح ولتاژ ﳐتلف.
 
٣-  این روش علاوه بر اینکه توانایی راه اندازی از حالت
 
ایستا با گشتاور زیاد را داراست، قادر می باشد عملیات کنﱰل موتور را در سرعتهای ﳐتلف طبق تنظیمات اﳒام دهد.
 
۴- ریپل گشتاور به اندازه قابل توجهی کاهش یافته می باشد.
 
عملکرد موتور را طبق این روش می توان به مراحل زیر تقسیم
 
ﳕود :
 
١- مرحله تشخیص فاز مناسب در حالت ایستا.
 
در این مرحله با اعمال پالس شناسایی به هریک از فازها و ثبت نتایج حاصله و ﲢلیل آا مناسبﱰین فاز جهت دریافت اولین فرمان انتخاب می گردد.
 
٢- مرحله اول چرخش با داشﱳ قابلیت تنظیم سرعت توسط PWM
 
در این مرحله الگوریتمی به صورت پیاپی و حلقه وار تکرار می گردد تا موتور به اندازه تعیین شده که بایستی در ابتدای کار تنظیم گردد برسد.
 
فصل اول:
 
ساختمان موتورهای رلوآتانسی
 
١-١- مقدمه
 
راهاندازهای موتورهای رلوآتانسی سوئچ شونده، (SRM) برای آاربردهای صنعتی خواستگاه جدیدی میباشند. آلید فهمیدن هرماشینی فهمیدن گشتاور آن میباشد آه از اصول اولیه منتج میشود. عملکرد ماشین و خصوصیات برجسته آن از روابط گشتاور بدست می آیند. در این فصل ساختمان موتورهای رلوآتانسی را از نظر میگذرانیم، در دهه اخیر ﲢقیقات و مطالعات بر روی این دسته از موتورها بسیار افزایش یافته و به نتایج ارزندهای هم رسیده می باشد بطور آه امروزه آا جزء ماشینهای الکﱰیکی مطرح در سطح جهان میباشند. از سال ١٩۶٩ یک موتور با رلوآتانس متغیر برای آاربردهای با سرعت متغیر ارائه گردید آه منشأ آن به سال ١٨۴٢ برمیگردد، گرچه این ماشین جزء ماشینهای سنکرون میباشد اما خصوصیات جدیدی را دارد. ﳘانند موتورهای DC سیمپیچهایی بر روی استاتور این موتورها هست اما روتور آا هیچ مگنت یا سیمپیچ ندارد. روتور و استاتور قطبهای برجستهای دارند، این ماشین در شکل a)١-١) نشان داده شده می باشد. و یک مدل تغییر یافته با دو دندانه در هر قطب نیز در شکل b)١-١)
 
آورده شده.
(ممکن می باشد هنگام انتقال از فایل اصلی به داخل سایت بعضی متون به هم بریزد یا بعضی نمادها و اشکال درج نشود اما در فایل دانلودی همه چیز مرتب و کامل می باشد)
تعداد صفحه : 152
قیمت : چهارده هزار 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 گردد.

پشتیبانی سایت :               serderehi@gmail.com

در صورتی که مشکلی با پرداخت آنلاین دارید می توانید مبلغ مورد نظر برای هر فایل را کارت به کارت کرده و فایل درخواستی و اطلاعات واریز را به ایمیل ما ارسال کنید تا فایل را از طریق ایمیل دریافت کنید.

***  *** ***

دسته‌ها: مهندسی برق