امروز: سه شنبه 20 آذر 1397
دسته بندی محصولات
بخش همکاران
بلوک کد اختصاصی

بررسی مشخص كردن راكتانس محورهای d وq از موتورهای سنكرون مغناطیس دائم بدون اندازه گیری موقعیت روتور

بررسی مشخص كردن راكتانس محورهای d وq از موتورهای سنكرون مغناطیس دائم بدون اندازه گیری موقعیت روتور دسته: برق
بازدید: 1 بار
فرمت فایل: doc
حجم فایل: 181 کیلوبایت
تعداد صفحات فایل: 52

اهمیت موتورهای سنكرون مغناطیس دائم در زیاد شدن دامنه كاربردی آن است و در آینده بیشتر ( PMSMs ) بدون سنسورشفت عمل خواهند كرد و مشخصات تجربی پارامترهای ماشین كه مقداری هم تلورانس دارند اطلاعات با ارزشی خواهد بود

قیمت فایل فقط 22,000 تومان

خرید

مشخص كردن راكتانس محورهای  d وq  از مورتورهای سنكرون مغناطیس دائم بدون اندازه گیری وضعیت روتور

خلاصه مقاله :

اهمیت موتورهای سنكرون مغناطیس دائم در زیاد شدن دامنه كاربردی آن است و در آینده بیشتر ( PMSMs ) بدون سنسورشفت عمل خواهند كرد و مشخصات تجربی پارامترهای ماشین كه مقداری هم تلورانس دارند اطلاعات با ارزشی خواهد بود.

بنابراین در این مقاله روشی بیان شده كه در آن نیروی الكترو موتوری القایی و راكتانس محور d از آزمایش بی باری و راكتانس محور q   و زاویه بار از آزمایش بارداری به وسیله یك روش تحلیلی مشخص شده اند.

در این روش محدودیت اندازه گیری زاویه بار vوجود ندارد این روش مناسب است برای ( PMSMs ) های كه بصورت عادی با جریان منفی محور d  عمل می‌كنند بنابراین اشباع در مسیر شار محورd  وجود ندارد. خیلی بیشتر از اینها، روش بسیار ساده ای است برای انجام دادن بوسیله هر تكنسین آزمایشگاهی

I­- مقدمه:

اهمیت موتورهای سنكرون مغناطیس دائم ( PMSMs ) هست در افزایش دامنه كاربردی آنها و متفاوت است از مدلهای پیشرفته مانند سروموتورها تا كاربردهای كه حركت خطی دارند از قبیل فن ها و پمپ ها دو دلیل عمده برای تمایل به این ماشینها وجود دارد:

1- بازده بالا و كاهش تلفات روتور در این ( P MSMs ) ها.

2- پایین بودن قیمت انرژی مغناطیسی بالا ( صرفه جویی اقتصادی بالا ).

بیشتر ( PMSMs ) سه فازه در مدل پیشرفته بصورت محركهای با سنسور شفت عمل می‌كنن بوسیله بكارگیری الگوریتم كنترل بدون سنسور برای محركهای با سرعتهای متغیر و در مورد كاربردهای حركت خطی طبیعتاً بواسطه اساس عملكرد سنكرون آنها نیاز به سنسور شفت وجود ندارد.

اگر سنسور شفت برداشته شود مشخصات تجربی از پارامترهای ماشین هر چند كه مقداری هم تلورانس دارند بسیار با ارزش خواهد بود در زیر نشان خواهیم داد كه راكتانس محورهای d  و q كه از آزمایشهای بارداری بدست آمده بر اساس تابعی از   بیان شده است كه می تواند مشخص شود بوسیله بعضی از انواع سنسورهای شفت یا ماشینهای سنكرون دیگری كه كوپل شده‌اند با محور شفت  ماشین سنكرونی كه در حال بررسی است.

در این مقاله روشی بیان شده كه در آن نیروی محركه القایی  و راكتانس محور   d از آزمایش بی باری و راكتانس محور    q آزمایش بارداری بدست آمده اند به نظر  مولف آرمایشهای ساده ای هستند كه نیاز به داشتن دانش بالا و وسایل در مقایسه با آزمایشهای تعیین استاندارد موتورهای القایی ندارد و انجام آن برای تكنسین های آزمایشگاهی آسان است هر چند كه نمی تواند ضمانتی با حساسیت بالا برای ماشینهای با اشباع زیاد باشد.

در بخش II شاهد روشهای تجربی برای مشسخص كردن راكتانسها خواهیم بود در بخشی III دیاگرام فازوری ( PMSMs ) و بعضی روابط اساسی منشعب شده از آن بحث شده در بخش IV مشخص كردن زاویه  بیان شده و در بخش V روشهای آزمایش توصیف شده اند و سرانجام در بخش VI یك نتیجه گیری شده است.

II ـ آزمایشهای برای مشخص كردن راكتانس:

روشهای آزمایش توصیف شده در بخش V اساساً هستند تركیبی از آزمایشهای بی باری و بارداری، این چنین آزمایشهای جدید نیستند البته این یك گزارش جدید است در این نوشته چندین روش دیگر توصیف شده است برای مشخص كردن راكتانسهای محور

d و  q بدون احتیاج به در رابطه قرار دادن اطلاعات وضعیت روتور به هر حال با متمركز ساختن این روشها، برای نمونه ماشین با روی كاری مغناطیسی بدون مشخصه سیم پیچ دمپر با روشهای مختلفی می توان بدست آورد. 

آزمایش روتور قفل شده كه با یك ولتاژ تك فاز متناوب یا یك ولتاژ شیب سیم پیچ‌های استاتور تغذیه می شوند كه برای وضعیتهای مختلف روتور آن را تكرار می كنند از تحلیل ساده نتیجها و مقایسه كردن آنها یك نتیجه دقیقی بدست می آید و انتخاب فركانس برای ولتاژ متناوب زیاد اهمیت ندارد 50  یا 60  هرتز خوب است و در مورد ولتاژ شیب بزرگی مقدار ولتاژ زیاد اهمیت ندارد بلكه تنها شیب اولیه ولتاژ مهم می باشد روشهای بوده اند كه اثرات اشباع را به حساب آورده اند برای این آزمایشها به نمایش در آمده اند ماشینهای با مشخصه سیم پیچ دمپر برای نمونه ( LSPMs ) نیاز دارند به یك روش آزمایش متفاوت با (موتورهای باروتورهای بدون قفسه ) و با وجود یك قفسه یا یك سیم پیچ دمپر راكتانس سنكرون باید با یك مقدار ثابت مشخص شود یا اقلاً نزدیك به یك مقدار ثابت. شار مغناطیسی در روتور وقتی كه فركانس ماشین بالا است شار هرگز عبور نخواهد كرد و روتور می بایست اثر حفاظتی روی قفسه داشته باشد در فركانسهای بالا بنابراین تنها راكتانس پراكندگی مشاهده می شود و از راكتانس سنكرون می توان صرفنظر كرد.

وجود دارد سه روش خالص تجربی برای مشخص كردن راكتانسهای   محور d و q

1) آزمایشهای یكنواخت بی باری و بارداری با شار ثابت در روتور.

2) آزمایشهای با یك شار متناوب فركانس پایین در روتور.

3) آزمایش یك شار گذار در روتور.

روش1) یك روش بسیار آسان در هر آزمایشگاه موتور است  و آزمایش استاندارد ساده‌ای كه معمولاً استاندارهای موتور القایی را می سازند و تمامی تنكسین های آزمایشگاهی با مراحل آن آشنا می‌باشند.

روش2) بوسیله آزمایش روتور قفل شده كه  می‌تواند انجام شود با تغذیه كردن سیم پیچها  با یك ولتاژ متناوب فركانس پایین و یك شار مغناطیسی فركانس پایین در روتور بدست می آید و با تغییر وضعیت روتور در گامهای كوچك و با تكرار اندازه گیری پیاپی راكتانس های محورهای    dو q می توانند مشخص شوند از اندازه گیریهای ولتاژ و جریان و انتخاب فركانس چندان مهم نیست و یك منبع ولتاژ فركانس متغیر برای تهیه كردن فركانس پایین مساعد است.

روش3) می تواند انجام شود بوسیله آزمایش روتور قفل شده در این مورد یك ولتاژ شیب سیم پیچ های استاتور را تغذیه می كند اگر جریان گذرا تحلیل شود و اندوكتانس برای یك وضعیت مخصوص بدست می آید با تكرار این اندازه‌گیریها برای  وضعیتهای مختلف روتور اندوكتانسهای محور d و q می توانند مشخص شوند البته آنالیزهای جریان حالت گذرا به هر حال مشكل است و باید ثابت زمانیهای متفاوت از هم جدا شوند.

دو روش 2) و 3) با استفاده از مشخصه فركانس پایین بدست می آیند در روش 2) تحلیلها بر اساس محدوده فركانس و اما در روش 3) تحلیلها برای محدوده زمانی ساخته می شوند. هر دو روش 2) و 3) اشباع می تواند به حساب آورده شود.

مشخصه‌های فركانس پایین می توانند مورد تحقیق قراربگیرند با روشهای معتبر برای نمونه، تركیبی از انرژی تداخل با آنالیزهای تقریبی المان محدود و همچنین از دیگر روشهای شامل روش المان محدود با تركیبی از اندازه گیریها در مقالات مطرح شده و تمامی روشهای آنالیز المان محدود مورد نیاز هستند و روشهایی بسیار پیچیده و مهم هستند كه برای حل آنها نیاز به داشتن جزئیات هندسی ماشین هست و این روشها به مشخصه های استانداردی كه تكنسین های آزمایشگاهی استفاده می كنند شبیه نیستند در روشهای بیان شده در مقالات   ]10[ - ] 12[  مرجع نیاز به اندازه گیری دقیق زاویه است بوسیله اسبابی نظیر اسیلسكوپ و سنور شفت یا بوسیله قرار دادن ماشین سنكرون دیگری روی شفت در مرجع  ]10[  پیشنهاد می شود. مسأله بسیار مهم برای تمامی روشها این است كه چگونه با اشباع برخورد كنیم در ]10[  بیان شده است كه امكان ندارد نیروی محركه القایی  E را از Ld و Xd  كه از بار تولید شده اند جدا كنیم این یك مسأله ویژه است كه    Eشاید با بار تغییر كند بواسطه اشباع این مسأله در نظر گرفته شده در  ]9[  مرجع اما روش المان محدود نیاز است.

در نتیجه باید معین شود راكتانس كه به دقت اندازه‌گیری شده آیا هست معتبر برای هر نوع ماشین و برای همه نقاط كار و اگر تمامی اثرات اشباع در نظر گرفته شود.

 در روش ارائه شده در این مقاله یك مقدار ساده تر شده نتایج معتبر است بشرط كه اشباع محور d بواسطه جریانهای پایه ای d  و q صورت نگیرد.

III - دیاگرام فازوری موتورهای سنكرون مغناطیس دائم باردار:

در شكل (1) دیاگرام فازوری یك موتور سنكرون مغناطیس دائم باردار نشان داده شده است و شكل برای عملكرد یكنوع خاص مانند ( LSPMs ) قطب صاف نمایش داده شده است و موتور عمل می كند با یك جریان كوچك منفی محور   d و مسیر شارها اشباع نشده می باشند و E هست مقدار فازی نیروی محركه القایی و U هست ولتاژ فازری تغذیه و Rs  هست مقاومت هر فاز استاتور و Xd و Xq  به ترتیب راكتانهای محورهای d و q می باشند و هست زاویه بین E و U كه برای موتور مثبت لحاظ می‌شود و  هست زاویه بین جریان استاتور I و مقدار ولتاژ U و Id و Lq جریانهای جزئی محورهای d و q هستند ازدیاگرام فازوری می توان نوشت:     


شكل (1 ) دیاگرام فازوری بارداری یك موتور سنكرون مغناطیس دائم (PMSM))

(1)                      

(2)                         

(3)                                 

(4)                          

و اگر U و I و قدرت داخلی اكیتو اندازه گیری شود زاویه  بدست می آید از رابطة زیر

(5)                             

فرض كنیم مدار سه فاز باشد و زاویه بار باشد نمی توان آن را مشخص كرد مگر اندازه گیری به صورت جدا انجام شود كه این نیاز به یك اسیلسكوپ یا سنسور شفت دارد در بخش جدید نشان خواهیم داد كه چگونه  می‌تواند مشخص شود بدون جدا كردن اندازه گیری زاویه بار.

راه حل معادلات ماشین قبلاً به نمایش در نیامده اند این روش تحلیلی است كه مراحل آزمایش را آسان می سازد و یك روش حساب شده ای كه برای محاسبه  نیاز هست.

حال اگر اجزاء مولفه محور q و رابطه (1)  مطالعه شوند می توان نوشت

(6)                      

با وارد كردن معادلات (3) و (4) در (6) داریم

(7)              

(8)                    

(9)                  

رابطه (7) را می توان نوشت

(10)                            

كه

(11)                                               

 (12)                        

حال رابطه (10) با استفاده از رابطة فرمولی زیر ساده می شود           

(13 )                             )

 با توان دوم رساندن طرفین معادله می توان نوشت  

(14)                         

با استفاده از جانشین سازی

(15)                                    

با دوباره بازنویسی كردن (14) داریم

(16)                     

كه هست یك معادله درجه دوم معمولی با حل  yداریم:

(17)                 

كه علامت تفریق معمولاً راه حل صحیح را می دهد كه از شكل (1) می توان آن را مشاهده كرد و معمولاً  از  بزرگتر است كه در نتیجه معنی آن این است كه   باید كوچكتر از مقدار اندازه گیری شده   باشد و به راحتی می توان بررسی كرد كه كدام روش مورد استفاده قرار بگیرد.

با دانستن ،   Id و Iq  می توانند بدست آورده شوند از معادلات (3) و (4)و بوسیله داخل كردن Id و Iq  در (2) Xq مشخص می شود، ما در بخش بعد شاهد آزمایشهای

از این داده ها خواهیم بود.

V- آزمایشهای مشخص كردن Xd و Xq

آزمایشهای در دو مرحله انجام می شوند.

1) آزمایش بی باری با ولتاژ متغیر U.

2) آزمایش بارداری با ولتاژ اسمی U.

اول آزمایش بی باری توصیف می شود بعد آزمایش بارداری.

الف - آزمایش بی باری با دسترس بودن ولتاژ متغیر U

بوسیله ولتاژ متغیر U هر دو E و Xd  می توانند مشخص شوند، آزمایش می تواند انجام شود با مقدار متفاوتی از جریان بوسیله تغییر دادن U كه باید همگی به خاطر سپرده شوند.

بیشتر موتورهای با یك جریان پایه ای d در نقطه كارنامی عمل می كنند البته ( LSPMs) واقعاً حتی با یك جریان كوچك و منفی Id عمل خواهند كرد هدف از این اندازه گیریها بدست آوردن مقدار E و Xd كه معرفی كننده مقدار حقیقی بار هستند وقتی كه مسیر شار محور d بطور طبیعی و اشباع  نشده باشد و باید توجه كرد كه برای ماشینهایی كه مسیر شار محور d آنها در عملكرد طبیعی به اشباع می روند این روشها رد می شوند.

قیمت فایل فقط 22,000 تومان

خرید

برچسب ها : راكتانس محورهای d وq , موتورهای سنكرون , نیروی الكترو موتوری

نظرات کاربران در مورد این کالا
تا کنون هیچ نظری درباره این کالا ثبت نگردیده است.
ارسال نظر