طراحی و بهبود عملکرد موتور جریان مستقیم بدون جاروبک سه فاز

موتورهای جریان مستقیم بدون جاروبک (bldc) و درایوهای آن در محدوده وسیعی از کاربردها به طور افزایشی به علت ویژگی های اساسی شان مورد توجه فراوان قرار گرفته اند. تحقق پذیری این مهم در این نوع موتورها از یکسو مرهون پیشرفت های روزافزون تکنولوژی pm است که امکان دستیابی به بازده، چگالی توان و گشتاور بالا را برای این موتورها به ارمغان آورده است. از سوی دیگر ساختار و مشخصات ویژه این نوع از موتورها بستری را برای کنترل ساده تر و سایز کوچکتر در مقایسه با موتورهای هم توان ایجاد کرده است. دستیابی به گشتاور صاف در این موتورها به عنوان یک هدف مورد تقاضا است که باید از دو منظر طراحی و درایو به آن توجه شود. این موضوع نیازمند تعیین گشتاور دندانه و ریپل کموتاسیون به منظور بهینه سازی از دیدگاه طراحی یا درایو است. طراحی مناسب موتور منجر به کاهش گشتاور دندانه می شود، اما عمل کموتاسیون ریپل گشتاور قابل توجهی تولید می کند که به منظور رسیدن به درایو با پرفرمانس بالا توجه به آن ضروری است. اثر کموتاسیون در شکل موج گشتاور به صورت برجستگی ها یا فرورفتگی ها در زمان هایی که جریان مربعی شکل استاتور تغییر سطح می دهد ظاهر می شود. اثر کموتاسیون حتی در موتورهایی با اندوکتانس فاز کم و ولتاژ باس محدود ظاهر می شود. روش های مختلفی پیشنهاد شده است. تعداد زیادی از محققین برای غلبه بر این مشکل روش هایی از منظر مدار کنترلی پیشنهاد داده اند. این روش ها محدود هستند زیرا وابسته به شرایط سیستم هستند و بنابراین منجر به سیستم های پیچیده و حجیم حتی برای کاربردهایی که کمتر تقاضا دارند، می شوند. بعلاوه، زمان کموتاسیون با سرعت تغییر می کند و بنابراین روش کنترل جریان باید خود را تنظیم کند. یافته ها حاکی از آن است که قطب های مقطع ریپل گشتاور کمتری تولید می کنند. به طور کلی، مطالعات نشان می دهد که تغییر bemf در باز? زمانی کموتاسیون، با دامن? تنظیم شده به صورت متناسب، به صورت مثبتی در کم کردن اثر جریان در ریپل گشتاور تأثیر می گذارد. ساختار مورد بررسی در این تحقیق بر مبنای یک موتور صنعتی در [57] است. پروس? بهینه سازی توسط الگوریتم ژنتیک انجام شده است. طرح بهینه با استفاده از کمینه کردن تابع هدفی که بیانگر ریپل گشتاور است، انجام شده است. لازم به ذکر است که گشتاور متوسط در حالت پایدار به صورت قابل توجهی تحت تأثیر قرار نمی گیرد. کاهش گشتاور دندانه به علت اثر مستقیم آن روی پرفرمانس موتور، یکی از مهمترین نیازمندی ها در طراحی موتور bldc است. در این تحقیق، تأثیر بعضی از پارامترهای طراحی بر گشتاور دندانه با استفاده از روش المان محدود مورد بررسی قرار گرفته است. طراحی های مختلف توسط نرم افزار تحلیل المان محدود maxwell® انجام شده است. نتایج شبیه سازی نشان از کاهش ریپل گشتاور موتور دارد.