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

متن کامل پایان نامه مقطع کارشناسی ارشد رشته :مهندسی برق

گرایش : الکترونیک

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 شود

(در فایل دانلودی نام نویسنده موجود است)

تکه هایی از متن پایان نامه به عنوان نمونه :

 فهرست مطالبصفحه 
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

 

١-۶رابطه 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 مرحلهای٠۶
فصل٣ : طراحی مدار راهانداز (DRIVER)به
روش مستقیم 
٣-١-مقدمه٣۶
٣-٢-سوئیچ و اﳌاای قدرت۴۶
٣-٣-سنسور تعیین موقعیت و سرعت موتور۶۶
٣-۴آنﱰل دور و حلقه فیدبک٧۶
فصل۴ : روش های عملی کاهش ریپل گشتاور
۴-١-بدست آوردن رابطه گشتاور از مدار معادل SRM٧٢
۴-٢-بررسی رابطه L با موقعیت روتور θ٧٣
۴-٣-بررسی تاثیر جریان بر L۵٧
۴۴اثر ثابت گشتاور dL(θ,i)/dθ بر روی گشتاور٧٧
۴۵اثر i 2  بر روی گشتاور٧٨
۴۶ﲨع بندی در مورد کاهش ریپل گشتاور٨٠

 

فصل۵ : طراحی مدار راهانداز (DRIVER) به روش غیرمستقیم

۵-١-مقدمه٨٢ 
۵-٢-تشخیص موقعیت روتور بدون استفاده از سنسور٨٣ 
۵-٣-آنﱰل جهت چرخش۶٩ 
فصل۶ : نتیجه گیری و پیشنهادات٩٩ 
نتیجه گیری 
پیشنهادات١٠٢ 
پیوست نقشه های ﴰاتیکی سخت افزار دستگاه١٠٣ 
پیوست اطلاعات نرم افزاری سیستم١١٠ 
فصل٧ : مـراجـع١٣٩ 

 

  فهرست شکل هاصفحه 
 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 :استفاده 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 :استفاده از دیودهای هرزگرد برای ﲣلیه سریع تر جریان٧٨ 
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 روتور٨٢ 
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 حاصله٨٨ 
در ﳘان فاز. 
۵-٢-۵.شکل :پالسهای اعمال شده به سه فاز و جریان حاصله در٨٩ 
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 و۴٩ 
جریاای حاصله. 
۵-٢-٩.شکل :پالسهای تشخیص و فرمان اعمال شده به یک فاز و۵٩ 
جریاای حاصله بعد از تقویت. 
۵-٢-١٠.شکل :جریاای حاصل از پالسهای تشخیص هرسه فاز به۵٩ 
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 

 

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 میزان کاربرد آا در صنعت شده است که می توان به مواردی از قبیل هزینه پایین تولید، قابلیت کار در سرعت های ﳐتلف، راندمان بالا و دوام زیاد اشاره کرد. پیشرفت الکﱰونیک قدرت و رشد چشمگیر صنعت نیمه هادی تأثیر فراوانی بر طراحی و ساخت راه اندازهای موتورهای رلوکتانسی بر جای اده است. 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 استفاده 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 دلایل آن می توان به خراب شدن سنسورها به مرور زمان و نیاز به تنظیم سنسورها اشاره کرد. روشهای بدون سنسور به علت پیشرفت روزافزون علم الکﱰونیک و کنﱰل رشد چشمگیری پیدا کرده اند و با استفاده از مفاهیم ﳐتلف تنوع زیادی یافته اند. در فصل یک، ساختار موتورهای رلوکتانسی مورد بررسی قرار گرفته

 

است و در فصل دوم انواع مدارات مبدل ارائه شده و در فصل سوم راه اندازی با استفاده از سنسور گفته شده است و در فصل

چهارم رابطه ریاضی گشتاور مورد بررسی واقع شده و روش های عملی جهت کاهش ریپل گشتاور ارائه شده است و در فصل پنجم جزئیات روشی نوین در راه اندازی بدون سنسور موتورهای رلوکتانس سوئیچ شونده را بیان می کنیم.

 

ﳘچنین در ضمائم، نقشه های ﴰاتیک سخت افزار و اطلاعات نرم افزاری مدار راه انداز آمده است.

 

مقدمه

 

با توجه به پیشرفت روز افزون صنایع نیمه هادی، موتورهای رلوکتانسی جایگاه ویژه ای در عرصه های ﳐتلف صنعت پیدا کرده اند. از ﲨله دلایل این امر می توان به مواردی از قبیل سادگی ساختمان این نوع موتورها، راندمان بالای آا نسبت به سایر موتورها و عدم نیاز به نگهداری اشاره کرد.

 

موتورهای رلوکتانسی بر خلاف اغلب موتورهای الکﱰیکی نیاز به یک سیستم راه انداز دارند، این سیستم راه- انداز به طور کلی به دو روش زیر قابل طراحی می باشد :

 

  • با استفاده از سنسور

 

  • بدون استفاده از سنسور

 

روشهای بدون سنسور به علت نداشﱳ سنسور و ﳘچنین اتصالات مربوطه در صنعت دارای طرفداران بیشﱰی می باشد که از عمده ترین دلایل 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 اشاره کرد.

 

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

 

موارد زیر ذکر کرد:

 

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 است عملیات کنﱰل موتور را در سرعتهای ﳐتلف طبق تنظیمات اﳒام دهد.

 

۴- ریپل گشتاور به میزان قابل توجهی کاهش یافته است.

 

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 شود.

 

٢- مرحله اول چرخش با داشﱳ قابلیت تنظیم سرعت توسط PWM

 

در این مرحله الگوریتمی به صورت پیاپی و حلقه وار تکرار می شود تا موتور به میزان تعیین شده که می بایست در ابتدای کار تنظیم شود 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 است 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 شد 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 وجود دارد 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 است. و یک مدل تغییر یافته با دو دندانه در هر قطب نیز در شکل b)١-١)

 

آورده شده.

(ممکن است هنگام انتقال از فایل اصلی به داخل سایت بعضی متون به هم بریزد یا بعضی نمادها و اشکال درج نشود ولی در فایل دانلودی همه چیز مرتب و کامل است)

تعداد صفحه : 152

قیمت : چهارده هزار تومان

بلافاصله پس از پرداخت ، لینک دانلود پایان نامه به شما نشان داده می شود

و در ضمن فایل خریداری شده به ایمیل شما ارسال می شود.

پشتیبانی سایت :        09309714541 (فقط پیامک)        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.

--  -- --

مطالب مشابه را هم ببینید

فایل مورد نظر خودتان را پیدا نکردید ؟ نگران نباشید . این صفحه را نبندید ! سایت ما حاوی حجم عظیمی از پایان نامه های دانشگاهی است. مطالب مشابه را هم ببینید. برای یافتن فایل مورد نظر کافیست از قسمت جستجو استفاده کنید. یا از منوی بالای سایت رشته مورد نظر خود را انتخاب کنید و همه فایل های رشته خودتان را ببینید