کنترل سرعت مد لغزشی موتور بدون جاروبک مغناطیس دائم

مقدمه: موتور بدون جاروبک مغناطیس دائم و مسئله کنترل آن

موتور بدون جاروبک مغناطیس دائم (BLDCM) به طور گسترده در تعداد زیادی از حوزه ها مورد استفاده قرار می گیرد که علت آن ساختار ساده، عملکرد قابل اطمینان، حفاظت راحت، بازده بالا و تنظیم سرعت خوب آن می باشد. یکی از پارامترهای مهم موتور که کنترل می شود، سرعت دینامیکی می باشد که می توان در یک سیستم درایو به روش مرسوم تناسبی – انتگرالی این کار را انجام داد. به هر حالا این نوع از کنترل بستگی زیادی به مدلینگ ریاضی شیء کنترلی دارد و عملکرد کنترل به آسانی بوسیله انواع متفاوتی از اختلالات و تغییر پارامتری مختل می شود که قادر به کنترل دقیق موتور نمی باشد. در مقایسه با روش تناسبی – انتگرالی، روش کنترل مد لغزشی (SMC) بستگی به مدلینگ ریاضی دقیقی از سیستم ندارد و قابلیت تطبیق با تغییر پارامتری سیستم و اختلال خارجی را دارد. راه کار SMC دارای مزیت های پاسخ سریع، مقاومت قوی، تحقق ساده و … می باشد و بسیار برای کنترل سرعت موتور بدون جاروبک مغناطیس دائم مناسب است.

بررسی شبیه سازی انجام شده

در پروژه پیشرو یک سیستم درایو موتور بدون جاروبک مغناطیس دائم سه فاز طراحی و شبیه سازی شده است که با استفاده از منبع یکسو و اینورتر پل سه فاز تحریک می شود. در قسمت کنترلی برای کنترل سرعت از تکنیک مد لغزشی استفاده شده، به صورتیکه بلوک کنترل با دریافت سرعت مرجع و سرعت اندازه گیری شده از موتور و با استفاده از مکانیزمی که در آن طراحی شده، مقدار جریان مرجع را تولید می کند. سپس در بلوک کنترل جریان، جریان مرجع در سیگنالهای ناشی از اثر هال ضرب شده و با مقدار جریان ورودی به موتور مقایسه می شود. حاصل این مقایسه از کنترل کننده هیسترزیس عبور کرده و در نهایت سیگنالهای تحریک لازم برای کلیدهای شش گانه اینورتر فراهم می شود. در شکل 1 سیستم کلی درایو موتور با کنترلرهای مورد اشاره در محیط سیمولینک متلب نشان داده شده است.

شکل 1) سیستم درایو موتور بدون جاروبک مغناطیس دائم با کنترل سرعت مد لغزشی

شبیه سازی انجام شده در بازه زمانی 0 تا 1.5 ثانیه ران شده، به صورتیکه ابتدا موتور در حالت بی باری شروع به چرخش کرده و به سرعت پایین 50 دور بر دقیقه می رسد، سپس در زمان 0.5 ثانیه سرعت افزایش یافته و به مقدار 300 دور بر دقیقه می رسد، در نهایت در زمان یک ثانیه باری به اندازه 11 نیوتن بر متر به موتور اعمال شده و تا انتها حفظ می شود. در ادامه به بررسی مشخصات خروجی سیستم درایو می پردازیم.

در شکل 2 مشخصه لغزش و در شکل 3 شکل موج جریان مرجع نشان داده شده است. همانطور که ملاحظه می شود لغزش تقریباً در تمام طول شبیه سازی نزدیک به صفر باقی می ماند.

شکل 2) مشخصه لغزش

شکل 3) مشخصه جریان مرجع

در ادامه مشخصه سرعت و گشتاور دینامیکی به ترتیب در شکل های 4 و 5 ارائه شده است. همانطور که ملاحظه می شود سیستم به تغییرات سرعت و گشتاور بار به خوبی پاسخ می دهد، ضمن اینکه در مشخصه سرعت در شکل 4 تقریباً هیچ بالازدگی در هنگام تغییر سرعت وجود ندارد.

شکل 4) مشخصه سرعت دینامیکی موتور

شکل 5) مشخصه گشتاور دینامیکی موتور

——————————————————————-

توجه: برای خرید فایل پروژه کنترل سرعت مد لغزشی موتور بدون جاروبک مغناطیس دائم و همچنین در اختیارداشتن مقاله مرجع شبیه سازی می توانید از لینک خرید در ادامه استفاده کنید.