مدلسازی، طراحی و ساخت عملگر و حسگر الکترواستاتیکی دورانی

موتورهای الکترواستاتیکی نسبت به موتورهای الکترومغناطیسی ساده تر و سبک تر هستند و پیچیدگی کمتری دارند. اما بعضی از ویژگی های منفی به خصوص گشتاور پایین، مانع گسترش آن ها شده است. در این رساله یک طرح جدید برای افزایش گشتاور این موتورها ارائه و از نظر تئوری و آزمایشگاهی بررسی شده است. در این طرح، الکترودهای روتور از طریق القایی باردار شده و گشتاور موتور افزایش می یابد. برای شناخت پارامترهای موثر بر عملکرد موتور، ابتدا مدلسازی انجام شده و سپس با استفاده از نتایج مدلسازی و با کمک روش های عددی، مشخصات بهینه موتور برای دستیابی به قابلیت های بالاتر محاسبه شده است که باعث افزایش گشتاور خروجی و کاهش ریپل می شود. در نهایت با ساخت یک نمونه آزمایشگاهی و انجام تست بر روی آن، کاربردی بودن، افزایش گشتاور و بهینه بودن طرح مورد تایید قرار گرفته است. با توجه به خاصیت سنکرون بودن موتورهای الکترواستاتیکی، از این ویژگی برای طراحی یک موقعیت دهنده دقیق استفاده شده است. مبانی علمی موقعیت دهی، روش های کنترل و انتخاب کنترل گر بهینه ی موقعیت دهنده مورد بررسی قرار گرفته و سپس با کمک یک نمونه، عملکرد آن ارزیابی شده است. با به وجود آمدن موتورهای الکترواستاتیکی و میکرو موتورها، ایده حسگرها و انکودرهای الکترواستاتیکی در ابعاد میکرونی ایجاد شد و در پی آن تحقیقاتی در این زمینه انجام گرفت. از این رو با استفاده از ساختار محرک، حسگری الکترواستاتیکی طراحی و ساخته شده است که می تواند مقدار دوران روتور را تشخیص داده و اندازه گیری نماید. عملکرد این حسگر نیز با مدل سازی و انجام آزمایش ها مورد بررسی قرار گرفته و نتایج آن ارائه شده است.