تحلیل حالت های مختلف عملکرد موتور دو تحریکه بدون جاروبک
توضیحات
تحلیل حالت های مختلف عملکرد موتور دو تحریکه بدون جاروبک
ماشین دوتحریکه بدون جاروبک، ماشینی است که ویژگی مقاوم بودن ماشین القایی قفس سنجابی را بهمراه قابلیت کنترل سرعت و ضریب توان ماشین سنکرون داراست. استاتور این ماشین دارای دو دسته سیم پیچی سه فاز است که همواره دارای تعداد قطب های نابرابر هستند تا هیچگونه کوپلاژ مغناطیسی مستقیمی با یکدیگر نداشته باشند و معمولاً در فرکانس های متفاوتی تحریک می شوند. موتور دوتحریکه بدون جاروبک دارای سه حالت عملکرد است، شامل: القایی ساده، القایی آبشاری و سنکرون، که با تحریک مناسب سیم پیچ های استاتور حاصل می شود. عملکرد مطلوب ماشین مستلزم آنست که کوپلاژ میدان های مغناطیسی سیم پیچ های استاتور آن تنها از طریق روتور صورت گیرد. روتور این ماشین دارای ساختار ویژه ای است که عمل تبدیل قطب ها را با تولید هارمونیک های مکانی مناسب در شار تولیدی خود انجام می دهد.
در این پایان نامه به جنبه های مدلسازی و تحلیل موتور دوتحریکه بدون جاروبک پرداخته شده است. در قسمت مدلسازی، مدل دینامیکی ماشین که قادر به توصیف رفتار آن با وجود خطاهای سیم پیچی استاتور و عدم تعادل در تحریک است ، استخراج گردیده و نتایج شبیه سازی برای چند مورد از خطاهای استاتور آورده شده است. استخراج این مدل بر پایه مبانی و مفاهیم تئوری جامع هارمونیکی برای تحلیل ماشین های الکتریکی و همچنین معادلات دینامیکی اصلاح شده مدل کوپلاژ مداری استوار است.
این پایان نامه بر شبیه سازی و تحلیل عملکرد و طراحی موتور دوتحریکه بدون جاروبک تمرکز دارد. ماشین دوتحریکه بدون جاروبک که اغلب ماشین القایی دوتحریکه بدون جاروبک نیز خوانده می شود، یک ماشین الکتریکی AC است که می تواند هم بعنوان موتور و هم بعنوان ژنراتور کار کند. همانگونه که از نام آن پیداست، ماشین احتیاج به دو منبع تغذیه متناوب دارد و هیچگونه اتصال الکتریکی مستقیمی بین روتور و استاتور وجود ندارد که این مسئله سبب حذف ذغال های کربنی میشود که در اغلب ماشین- های الکتریکی یافت می شوند.در این فصل اول ماشین های Ac دو تحریکه معرفی ,دسته بندی و مقایسه شده(بخش ۱-۲) سیس ییدایش وییشرفت ماشین دو تحریکه بدون جاروبک مرور گردیده است(بخش ۱-۳)در ادامه مفاهیم پایه ای عملکرد ماشین تشریح شده و حوزه های مناسب برای استفاده از ماشین ذکر شده است (بخش ۱-۴).
برای اثبات صحت مدل پیشنهادی، روابط و معادلات مدل اجزا محدود مغناطیسی- دینامیکی که امکان شبیه سازی عملکرد دینامیکی ماشین را فراهم می آورد، استخراج گردیده و شبیه سازی های لازم انجام شده است. نتایج شبیه سازی نشان دهنده هماهنگی خوبی بین پاسخ های بدست آمده از دو روش شبیه سازی است که درستی مدل پیشنهادی را اثبات می کند. در این مدل، آرایش خاص هادی های روتور لحاظ گردیده و چرخش با استفاده از تکنیک لایه متحرک، تانسور تنش ماکسول و معادله نوسان مکانیکی در نظر گرفته شده است. نتایج حاصله از شبیه سازی های مدل اجزا محدود و مشاهدات تجربی حاکی از وجود نوسانات و ریپل هایی در گشتاور تولیدی ماشین و تاثیر نامطلوب آن بر عملکرد موتوری بویژه در هنگام راه اندازی می باشد. در این تحقیق، تاثیر مورب کردن شیارهای استاتور یا روتور بر کاهش ریپل های گشتاور با بررسی گشتاور دندانه ای و اغتشاش شکل موج نیرومحرکه الکتریکی برگشتی، مورد بررسی و مطالعه قرار گرفته است.
فهرست مطالب پروژه :
فصل ۱- مقدمه
۱-۱- ییشگفتار
۱-۲- ماشین های Ac با تغذیه دوگانه : طبقه بندی و مقایسه
۱-۲-۱- ماشین القایی با روتور سیم پیچی شده
۱-۲-۲- ماشین دو تحریکه آبشاری
۱-۲-۳- ماشین با تغذیه دوگانه آبشاری تک قابه
۱-۲-۴- ماشین دوتحریکه بدون جاروبک
۱-۲-۵- ماشین دوتحریکه رلوکتانسی
۱-۲-۶- ماشین القایی تاندم
۱-۳- پیدایش ماشین دوتحریکه بدون جاروبک
۱-۴- توصیف ماشین دوتحریکه بدون جاروبک
۱-۴-۱- حالت عملکرد سنکرون
۱-۵- پتانسیل های کاربرد موتور دوتحریکه بدون جاروبک
۱-۶- هدف رساله
۱-۷- ساختار کلی پروژه
فصل ۲- تحلیل وضعیت پایدار هارمونیکی حالت های مختلف عملکرد
۲-۱- مقدمه
۲-۲- تحلیل عملکرد در حالت القایی ساده
۲-۲-۱- تحلیل جامع هارمونیکی
۲-۲-۲- انتقال توان و تلفات در عملکرد القایی ساده
۲-۳- تحلیل عملکرد در حالت القایی آبشاری
۲-۳-۱- انتقال توان و تلفات در عملکرد القایی آبشاری
۲-۴- تحلیل عملکرد در حالت سنکرون.
۲-۴-۱- انتقال توان و تلفات در حالت عملکرد سنکرون
۲-۵- مقایسه BDFM با ماشین های استاندارد موجود
فصل ۳- مدلسازی دینامیکی با وجود خطاهای استاتور
۳-۱- مقدمه
۳-۲- وجوه خطای ماشین
۳-۲-۱- خطاهای استاتور
۳-۲-۲- شکل گیری خطا
۳-۳- محاسبه اندوکتانس های ماشین
۳-۳-۱- تابع توزیع هادی مختلط
۳-۳-۲- محاسبه اندوکتانس های استاتور
۳-۳-۳- محاسبه انوکتانس های متقابل استاتور و روتور
۳-۳-۴- محاسبه اندوکتانس های روتور
۳-۴- معادلات دینامیکی
۳-۴-۱- معادله تعادل ولتاژ استاتور
۳-۴-۲- معادله تعادل ولتاژ روتور
۳-۴-۳- معادله گشتاور
۳-۴-۴- معادلات سیستم
۳-۵- پیاده سازی سیستم در نرم افزارMATLAB/SIMULINK
فصل ۴- مدلسازی اجزای محدود
۴-۱- مقدمه
۴-۲- استخراج معادلات بر اساس پتانسیل برداری مغناطیسی
۴-۳- استخراج معادلات در دامنه های دوبعدی
۴-۴- روش اجزای محدود.
۴-۴-۱- مثلث مرتبه اول
۴-۴-۲- کاربرد روش باقیمانده وزن دار
۴-۴-۳- شرایط مرزی
۴-۴-۴- کاربردهای غیرخطی
۴-۵- پیاده سازی روش اجزای محدود در مدلسازی BDFM
۴-۶- نتایج شبیه سازی
نتیجه گیری و پیشنهادها
منابع و مراجع