تئوری جامع ماشین های الکتریکی

 

معرفی اجمالی درس

 

این درس برای دانشجویان کارشناسی ارشد مهندسی قدرت در شش فصل با عناوین زیر ارائه می­ شود:

فصل اول: مقدمه‌ای بر مدل سازی و شبیه سازی

تعاریف،  انواع مدل، ویژگی های مدل، شبیه سازی دینامیکی، مروری بر نرم افزار Matlab و Simulink، هدف از این درس

فصل دوم: ترانسفورماتورها

ترانسفورماتور ایده آل، مدل سازی ترانسفورماتور تکفاز  دو سیم پیچه، شبیه سازی ترانسفورماتور تکفاز  دو سیم پیچه، درنظر گرفتن پدیده اشباع هسته ترانس در شبیه سازی، مدل سازی ترانسفورماتور سه فاز، شبیه سازی ترانسفورماتور سه فاز

فصل سوم: مبانی ماشین های الکتریکی گردان و تبدیل ها

تبدیلات در مهندسی برق، تبدیلات کنکوردیا، کلارک و پارک، انتقال توان و تبدیلات، تبدیل qd0 در مرجع ساکن، تبدیل qd0 در مرجع گردان با سرعت سنکرون، تبدیل qd0 در مرجع گردان با سرعت دلخواه

فصل چهارم: ماشین های القایی

ساختار و اصول عملکرد ماشین های القایی سه فاز، مدل دینامیکی ماشین القایی در قاب مرجع گردان روتور،  روابط جریان و ولتاژ، روابط شار و اندوکتانس، رابطه گشتاور، مدل ماشین القایی در قاب مرجع ساکن، مدل ماشین القایی در قاب مرجع گردان سنکرون، پیاده سازی مدل ماشین القایی در سیمولینک و شبیه سازی، وارد نمودن اشباع در مدل ماشین القایی، خطی سازی مدل دینامیکی ماشین القایی و مقادیر ویژه ماشین

فصل پنجم: ماشین های سنکرون

ساختار و اصول عملکرد ماشین های سنکرون، مدل دینامیکی ماشین سنکرون در قاب مرجع گردان سنکرون، روابط جریان و ولتاژ، روابط شار و اندوکتانس، رابطه گشتاور، مدل ماشین سنکرون در قاب مرجع ساکن، پیاده سازی مدل ماشین سنکرون در سیمولینک، حالت های گذرا در ماشین های سنکرون، محاسبه پارامترهای ماشین سنکرون، تحلیل پایداری ماشین سنکرون، خطی سازی معادلات ماشین سنکرون،  شبیه سازی عملکرد ماشین سنکرون

فصل ششم: ماشین های بدون جاروبک

ساختار و اصول عملکرد ماشین های بدون جاروبک، مدل دینامیکی موتور بدون جاروبک AC (یا PMSM)، مدل دینامیکی موتور بدون جاروبک DC (یا BLDC)

مراجع درس:

مدل سازی و شبیه‌سازی دینامیکی ماشین‌های الکتریکی، ترجمه دکتر سعید افشارنیا – دکتر ابوالفضل واحدی

Analysis of Electrical Machinery (and Dives Systems), by: P.C. Krause, McGraw Hill

ارزشیابی درس:

• امتحان پایان ترم: 10 نمره
• تمرین: 2 نمره (4 سری)
• پروژه های شبیه سازی: 8 نمره (5 پروژه)

پروژه های شبیه سازی مربوط به شبیه سازی رفتار ترانس سه فاز، ماشین القایی سه فاز، موتور القایی تکفاز، ماشین سنکرون و موتور بدون جاروبک PMSM هستند. پروژه ­ها باید بصورت گزارش تایپ شده (و یا نوشته شده با خط خوش) همراه با نتایج شبیه سازی در تاریخ مقرر تحویل گردند. عنوان پروژه ها به مرور و در طول ترم داده می­ شوند.