کنترل مستقل نیروهای افقی و قائم در موتورهای القایی خطی به روش کنترل برداری

موتورهای القایی خطی در کاربردهایی نظیر وسایل نقلیه زمینی سریع السیر و شهری از اهمیت ویژه ای برخوردار هستند. معمولا برای شناورسازی قسمت متحرک در این موارد از سیستمهای مجزای تعلیق استفاده می شود که از تکنولوژی نسبتا پیچیده و گرانی برخوردار می باشند. هدف از اجرای این پروژه ارائه روش جدیدی برای کنترل مستقل نیروهای رانش و قائم در موتورهای القایی خطی یک طرفه است بطوریکه بتوان قسمت متحرک را به حالت تعلیق درآورد. به این خاطر، موتور القایی خطی یک طرفه از نوع اولیه کوتاه و ثانویه طولانی ساخته شده و سیستم کنترل پیشنهادی بر روی آن مورد آزمایش قرار گرفته است . در این موتور قسمت اولیه بصورت معلق در زیر ثانویه حرکت می کند. با توجه به ویژگیها و پیچیدگیهای خاص موتورهای القایی خطی از جمله اثر لبه های طولی، نیروی قائم و پدیده اشباع هسته ثانویه، برای شبیه سازی رفتار این موتورها روشهای جدیدی ارائه شده اند که بکارگیری آنها در محاسبات منجر به تطابق بهتری بین نتایج تئوری و آزمایشگاهی می شود. بعلاوه، برای بررسی رفتار این موتورها در حالت گذرا با استفاده از تئوری جامع ماشینها فرمول بندی معادلات دیفرانسیل مداری حاصل شده است که در حالتهای گذرا و ماندگار با تغذیه جریان یا ولتاژ قابل استفاده می باشند. به این ترتیب معادلات دینامیکی حرکت برای سیستمهای رانش و تعلیق بدست آمده اند که برای حل آنها در شبیه سازی روش جدیدی ارائه شده است . کنترل برداری تطبیق میدان اولیه با استفاده از روش هیسترزیس و اینورترهای چند سطحی برای کنترل مستقل نیروی رانش و فلوی اولیه بکار گرفته شده است . برای کنترل نحوه کلیدزنی اینورتر روش مدولاسیون فضای برداری به عنوان یکی از بهترین روشهای pwm بکار رفته است . رابطه جدیدی ارائه و اثبات شده که تعداد بردارهای ولتاژ مجزا را بر حسب تعداد سطوح ولتاژ اینورتر محاسبه می کند. به این ترتیب میزان بهبود عملکرد سیستمهای کنترل با توجه به تعداد سطوح ولتاژ اینورتر قابل پیش بینی است . از جمله کارهای دیگری که در این پروژه صورت گرفته می توان به روش جدیدی برای تخمین نیروی رانش و فاصله هوایی در موتورهای القایی خطی اشاره کرد. در این روش حجم محاسبات به قدری کاهش یافته که می توان در سیستمهای کنترل به هنگام از آن استفاده کرد. برای آزمایش صحت عملکرد سیستم کنترل و روشهای جدید محاسباتی مدار اینورتر پنج سطحی به کمک کلیدهای قدرت از نوع gto طراحی و ساخته شده که کنترل آن از طریق کامپیوتر و به کمک زبان c صورت می گیرد. با نمونه برداری از سرعت حرکت موتور و جریانهای اولیه آن نیروهای رانش و جاذبه تخمین زده می شوند و برای کنترل فاصله هوایی و نیروی رانش فرمانهای لازم از طریق کامپیوتر به کلیدهای قدرت می رسند. در نهایت نتایج حاصل از شبیه سازی با مقادیر آزمایشگاهی مورد مقایسه قرار گرفته اند.