کنترل موتورهای براشلس

 

مرور اجمالی درس

این درس به تحلیل و کنترل موتورهای آهنربای دائم بدون جاروبک موسوم به موتورهای براشلس می پردازد.

این درس در 8 مبحث و بصورت زیر ارائه می گردد:

مبحث 1- مقدمه و معرفی انواع موتورهای آهنربای دائم بدون جاروبک (یا موتورهای براشلس)

• مقدمه ای بر درایوهای الکتریکی،
• معرفی موتورهای BLDC
• معرفی موتورهای BLAC یا PMSM
• معرفی موتورهای براشلس غیرایده­ آل
• مواد مغناطیسی مورد استفاده
• مزایا و معایب موتورهای براشلس

مبحث 2- مدل­ سازی موتورهای براشلس

• دستگاه­ های مرجع ساکن و دوار دو محوری dq
• مدل­ های حالت دائم و دینامیکی موتورهای PMSM
• مدل­ های حالت دائم و دینامیکی موتورهای  BLDC
• مدل­ دینامیکی موتورهای براشلس غیرایده ­آل

مبحث 3- محاسبه پارامترهای مدار معادل موتورهای براشلس

• مروری بر روابط طراحی تحلیلی موتورهای براشلس
• تعیین تعداد قطب ها (P)
• محاسبه مقاومت استاتور  (R)
• محاسبه اندوکتانس ها  (L)
• محاسبه شار مغناطیسی روتور (λm) و ثابت ولتاژ  (Ke)
• محاسبه ممان اینرسی (J)

مبحث 4- روش­ های کنترل موتورهای براشلس  DC

• تحلیل نوسانات گشتاور در موتور  BLDC
• روش تنظیم جریان لینک  dc
• روش تنظیم مستقل جریان سه­ فاز
• روش کنترل مستقیم گشتاور
• روش کنترل پیش بین مدل

مبحث 5- روش ­های کنترل موتورهای براشلس  PMSM

• کنترل اسکالر موتور PMSM
• کنترل برداری (FOC) موتور PMSM
• کنترل موتور PMSM در ناحیه Field Weakening
• روش کنترل مستقیم گشتاور (DTC) موتور PMSM
• روش کنترل پیش بین مدل موتور PMSM
• سایر روش­ های کنترل موتورهای  PMSM

مبحث 6- روش های کنترل موتورهای براشلس غیرایده آل (غیرسینوسی)

• روش کنترل برداری تعمیم یافته،
• روش حذف هارمونیک گشتاور انتخابی
• روش کنترل مستقیم گشتاور (DTC)
• روش های کنترل جریان پله ای (شبه مربعی)
• بررسی سایر روش ­های جدید

مبحث 7- روش ­های کنترل بدون حسگر (Sensorless) در درایو موتورهای براشلس

• مقدمه
• روش ­های کنترل سنسورلس موتورهای BLDC
• روش­ های کنترل سنسورلس موتورهای PMSM

مبحث 8- شبیه سازی سیستم درایو الکتریکی موتور براشلس

• ایجاد مدل موتور در نرم افزار سیمولینک
• مدل­ سازی اینورتر
• تنظیم کنترل­ کننده های مختلف درایو (کنترلرهای جریان و سرعت)
• شبیه­ سازی

مراجع:

1. Permanent Magnet Synchronous and Brushless DC Motor Drives, by: R. Krishnan, CRC, 2010. (Main reference)
2. Permanent magnet brushless DC motor drives and controls by: Chang-liang Xia, John Wiley, 2012.
3.  Position Sensorless Control Techniques for Permanent Magnet Synchronous Machine Drives, by: Gaolin Wang, Springer 2020.
4.  Electric Drives, by: Ion Boldea, S.A. Nasar,  Taylor & Francis, 2006.
5.  Predictive control of power converters and electrical drives, by: Rodriguez Perez, Wiley, 2012.
6.  Control of Permanent Magnet Synchronous Motors by: Sadegh Vaez Zadeh, Oxford, 2020.
7.  Dynamic Simulation of Electrical Machines and Drive Systems Using MATLAB GUI, by: Viliam Fedák, Intech, 2012.