طراحی اقتصادی و بهینه محرکه موتور جریان مستقیم بدون جاروبک (bldc) برای کاربردهای خودرو برقی

thesis
abstract

اخیراً، به دلیل این که آلودگی محیط زیست و بحران انرژی به صورت جهانی رشد می کند تمایلات زیادی برای توسع? خودروهای برقی به وجود آمده است. خودروهای برقی دارای بازده بسیار بالاتری از خودروهای احتراق داخلی با سوختهای فسیلی هستند. خودروهای برقی به طور کلی شامل پنچ قسمت هستند: سیستم کنترلی، موتور، باتری ها، بدنه خودرو و شارژر. موتور و محرکه اش به عنوان محرک اصلی خودرو به طور مستقیم عملکرد تمامی قسمت های خودرو را تعیین می کنند. تاکنون ماشین ها و محرکه های الکتریکی زیادی برای مقاصد خودرو برقی استفاده شده است. از میان این ماشین ها و محرکه های الکتریکی، چهار نوع مهم محرک های الکتریکی که به شکل وسیع در سیستم خودروهای برقی مورد استفاده قرار گرفته اند عبارتند از: محرکه های جریان مستقیم (dc)، القایی(im) ، سوئیچ رلوکتانس(sr) و جریان مستقیم بدون جاروبک(bldc) . به دلیل ساختار ساده، عملکرد قابل اطمینان، راندمان بالا، گشتاور راه اندازی بالا، موتور bldc به طور وسیع در زمینه خودروهای برقی استفاده شده است. با وجود این، وجود سنسور در محرکه موتور bldc از جمله سنسورهای جریان و سنسور موقعیت مکانیکی و همچنین کلیدهای ترانزیستوری اضافی برای کموتاسیون، در بسیاری موارد ایجاد نویز می کنند و عملکرد موتور و خودرو برقی را از حالت عادی خارج می کنند. قیمت موتور bldc هم به دلیل وجود المان های ذکر شده افزایش می یابد. بنابراین تحقیقات بر روی طراحی اقتصادی و بهینه درایو موتور bldc در سال های اخیر متمرکز شده است. این تحقیقات شامل حذف سنسور موقعیت، کاهش سنسورهای جریان و در بعضی موارد کاهش تعداد سوئیچ های اینورتر یا چهار سوئیچه کردن اینورتر درایو موتور bldc است. در این پایان نامه محرکه موتور bldc با توجه به مزایای اشاره شده و به ویژه بازده و چگالی گشتاور بالا به عنوان محرکه الکتریکی خودرو انتخاب و عملکرد آن در کاربردهای کششی مورد تحلیل و بررسی قرار گرفته است. در بخش اول به بررسی خود موتور و معادلات دینامیکی و الکتریکی حاکم بر آن و روش های کنترلی مناسب موتورهای bldc برای به کارگیری در خودروهای برقی پرداخته شده و در بخش دوم عملکرد ساختارها و روش های کنترلی پیشنهادی مورد تحلیل و بررسی قرار گرفته است. نتایج و امکانات ساختارها و استراتژی های کنترلی پیشنهادی را می توان به صورت زیر دسته بندی کرد: در ساختار پیشنهادی شماره 1، یک محرکه مقرون به صرفه و با کارآیی بالاتر برای موتور bldc ارائه شده است. در این ساختار، برای نمونه برداری از جریان فازها در هر لحظه از یک سنسور جریان بدون نیاز به اطلاعات جریان دیودهای چرخش آزاد یا علامت جریان استفاده شده است. بنابراین، حجم محرکه موتور کاهش یافته است. در مقایسه با محرکه های موتور bldc مرسوم، محرکه پیشنهادی دارای ساختاری ساده است و نیاز به سخت افزارهای پیچیده برای اجرا در آن حذف شده است. هم چنین کنترل کننده pid تنظیم شده با الگوریتم pso برای بهبود پاسخ دینامیکی و کاهش خطای حالت ماندگار سرعت موتور استفاده شده است. در ساختار پیشنهادی شماره 2، یک استراتژی جدید با استفاده از دو سنسور برای ولتاژ و جریان لینک dc برای ساختن جریان فازهای موتور bldc استفاده شده است. به دلیل امتیازات بیشتر این استراتژی پیشنهادی، طرح کنترلی آن بسیار مناسب برای کاربردهای با کارآیی بالا همانند کاربردهای با موقعیت و سرعت متغیر است. برای کاهش ریپل گشتاور و هم چنین ظرفیت کنترل جریان بالای موتور bldc، از کنترل جریان هیسترزیس با شکل دهنده جریان استفاده شده است. بعلاوه، روش پیشنهادی به دلیل وزن، اندازه و قیمت کمتر بسیار جالب برای کاربردهای موتور bldc است. در ساختار پیشنهادی شماره 3، یک محرک? با قیمت کمتر برای موتور bldc پیشنهاد شده است. کاهش قیمت در این ساختار پیشنهادی با کاهش تعداد کلیدهای قدرت اینورتر، سنسورهای جریان و سنسورهای موقعیت روتور صورت گرفته است. برخلاف استراتژی های کنترل جریان مرسوم، استراتژی کنترل با یک سنسور جریان با حلقه کنترل سرعت بیرونی برای بهبود عملکرد کنترل سرعت نتایج بهتری را برای محرکه سه فاز چهار- سوئیچ نسبت به شش- سوئیچ داده است. سیگنالهای مجازی سنسورهای هال با آشکارسازی نقاط گذر از صفر اختلاف ولتاژهای ترمینال های موتور ساخته شده اند. در طرح بدون سنسور پیشنهادی، دیگر نیازی به هیچ شیفت دهنده فاز که برای بیشتر تکنیک های بدون سنسور مورد نیاز است، نیست. در نهایت اساس عملکرد ساختارهای پیشنهادی و روشهای کنترلی ارائه شده با شبیه سازی در محیط نرم افزار matlab/simulink ارائه گردیده است.

First 15 pages

Signup for downloading 15 first pages

Already have an account?login

similar resources

کنترل محرکه ی موتور جریان مستقیم بدون جاروبک (bldc )برای خودرو های برقی و ارائه ی یک روش جدید کنترلی

با افزایش نگرانی برای محیط زیست،رشد سریع در خودرو های الکتریکی (evs) و خودرو های الکتریکی هیبرید (hevs) وجود دارد.از آنجایی که محرکه های الکتریکی هسته ی خودرو های evs وhevs هستند،تحقیق برای توسعه ی سیستم های محرکه ی الکتریکی یک نیاز ضروری است.محرکه ها و ماشین های پر کاربرد درخودرو های برقی عبارتند از: محرکه ی جریان مستقیم(dc) ،محرکه ی القایی(?m) ،محرکه ی سوئیچ رلوکتانس(sr) ، محرکه ی بدون جاروبک...

15 صفحه اول

بهینه سازی عملکرد موتور جریان مستقیم بدون جاروبک (bldc) در کاربرد وسایل نقلیه هیبریدالکتریکی (hev)

خطر آلودگی محیط زیست با افزایش تقاضا برای خودروهای معمول با سوخت نفتی روز به روز در حال تشدید است. نگرانی در مورد محیط زیست به همراه کاهش منابع سوخت فسیلی و افزایش قیمت آن ها ما را به این سوال رهنمون می کند که " چگونه می توان خودروها را به حرکت درآورد؟". بر اساس تحقیقی در کانادا، بخش حمل و نقل به تنهایی 40% از انتشار nox و 25% از انتشار co2 در جو را باعث می گردد. بنابراین نیاز به روش های مدرن و...

15 صفحه اول

طراحی کنترلر سرعت برای موتور جریان مستقیم بدون جاروبک برای کاربردهای با اینرسی متغیر بار

به دلیل پیشرفت در ساخت ادوات الکترونیک قدرت و ارزانی مواد مغناطیسی، استفاده از موتورهای جریان مستقیم بدون جاروبک افزایش یافته است. این نوع موتورها به دلیل بازده زیاد و نسبت گشتاور به وزن بالا بسیار مورد توجه قرار گرفته اند و به همین دلیل روش های کنترلی فراوانی برای کنترل این نوع از موتورها مطرح شده است. ساده ترین روش کنترلی برای کنترل موتورهای جریان مستقیم بدون جاروبک (bldc)، استفاده از کنترل...

15 صفحه اول

بهینه سازی عملکرد موتور جریان مستقیم بدون جاروبک (bldc) در کاربرد وسایل نقلیه الکتریکی (ev)

درایوهای القایی به دلیل ساختمان ساده، هزینه پایین و تعمیرات و نگهداری آسان گزینه مناسبی برای کاربردهای کششی است، اما روش های dtc و کنترل برداری که برای کنترل این درایوها در کاربردهای کششی استفاده می شوند روش های پیچیده ای هستند. درایوهای سوئیچ رلوکتانس ساختمان مقاوم و کم هزین ه ای دارند. تأثیر پذیری اندک در مقابل تغییرات دما و توانایی عملکرد با سرعت های بالا از دیگر مزایای این درایو است. نکته...

طراحی درایو موتور بدون سنسور BLDC با استفاده از روش کنترل مستقیم گشتاور

در این مقاله برای تخمین وضعیت روتور در درایو موتور بدون سنسور BLDC از روش نسبت توابع شار خط به خط، استفاده شده است. این روش، نسبت به سایر روش‌هایی که برای تخمین موقعیت روتور مورد ارزیابی قرار می‌گیرند، حجم نرم‌افزار و سخت‌افزار کمی داشته و لذا پیاده سازی آن آسان و هزینه ساخت نیز کمتر است. همچنین این روش در بازه وسیعی از سرعت کارایی مناسبی دارد و تخمین وضعیت روتور مستقل از سرعت و فرکانس روتور می...

full text

طراحی بهینه موتور مغناطیس دائم بدون جاروبک با استفاده از الگوریتم زنبور و آنالیز اجزای محدود

موتورهای مغناطیس دائم بدون جاروبک در بسیاری از کاربردها نقش اساسی ایفا می‌کنند. چگالی توان و بازده دو عامل مورد توجه در طراحی این موتورها هستند. در این مقاله رویکرد نوینی برای طراحی موتورهای مغناطیس دائم بدون جاروبک بر اساس ترکیبی از چگالی توان و بازده پیشنهاد شده است. این مقاله ابتدا به ارائه معادلات مربوط به طراحی و ابعاد موتور مغناطیس دائم بدون جاروبک می پردازد، سپس طراحی بهینه بر اساس الگور...

full text

My Resources

Save resource for easier access later

Save to my library Already added to my library

{@ msg_add @}


document type: thesis

وزارت علوم، تحقیقات و فناوری - دانشگاه تبریز

Hosted on Doprax cloud platform doprax.com

copyright © 2015-2023