بررسی اثرات مخرب ولتاژهای سوییچینگ بر روی موتورهای القایی متصل به کابل تغذیه شونده با اینورتر pwm و روشهای جبران آن

با گسترش ادوات الکترونیک قدرت، امروزه استفاده از منابع تغذیه سوییچینگ برای تغذیه و کنترل موتورهای القایی امری متداول شده است. ولتاژهای سوییچینگ ناشی از این منابع تغذیه، اثرات مخربی بر روی عایق سیم پیچی موتورهای القایی دارند. از جمله ی این اثرات می توان به توزیع نامتقارن ولتاژ بر روی سیم پیچی در لحظات اولیه اعمال ولتاژ اشاره نمود. همچنین به دلایل فیزیکی و محیطی در کاربردهای عملی، از کابل به عنوان رابط تغذیه بین موتور و منبع تغذیه سوییچینگ استفاده می شود که باعث ایجاد اضافه ولتاژ در ترمینال موتور می گردد. هدف از انجام این تحقیق، بررسی این اثرات مخرب و راهکارهای جبران آن می باشد. در این تحقیق ابتدا سیستم مورد نظر به صورت کلی شرح داده شده و سپس توضیحاتی در مورد عملکرد هر یک از اجزای سیستم ارایه شده است. در ادامه مدل های موجود برای موتورهای القایی و کابل در فرکانس های بالا مورد بررسی قرار گرفته و با توجه به مزایا و معایب هریک واهداف تحقیق، مناسب ترین مدل برای شبیه سازی انتخاب شده است. سپس با شبیه سازی سیستم، اثرات مخرب ولتاژ های سوییچینگ بر موتورهای القایی و تأثیر هر یک از پارامترهای سیستم بر این اثرات مورد بررسی قرار گرفته است. از جمله آنالیزحساسیت های انجام شده می توان به آنالیز حساسیت نسبت به طول کابل، زمان فراجهش پالس های خروجی اینورتر و هارمونیک ها اشاره نمود. همچنین به منظور بررسی نحوه توزیع ولتاژ بر روی سیم پیچی استاتور، از مدل گسترده موتور القایی استفاده شده است. در این مرحله نیز با انجام آنالیز حساسیت، نحوه تغییرات توزیع ولتاژ بر روی سیم پیچی نسبت به پارامترهای مختلف سیستم از جمله طول کابل و زمان فراجهش پالس خروجی اینورتر بررسی شده است. با مقایسه نتایج شبیه سازی های انجام شده در این مرحله با استانداردهای موجود، استفاده از راهکارهای جبران برای سیستم امری ضروری به نظر رسید. از متداولترین راهکارهای جبران می توان به فیلترها اشاره نمود. در یک تقسیم بندی کلی فیلترهای مورد استفاده برای این سیستم را می توان به فیلترهای واقع در ترمینال موتور و فیلترهای واقع در خروجی اینورتر تقسیم بندی نمود. در قسمت آخر از این تحقیق، اصول عملکرد هر یک از این فیلترها بررسی شده و توپولوژی های مختلف موجود و نحوه یِ طراحیِ هر یک از آن ها مورد مطالعه قرار گرفته است و با انجام شبیه سازی، تأثیر هر یک از این فیلترها بر ولتاژ ترمینال موتور و نحوه ی ِ توزیع آن بر روی سیم پیچی بررسی شده است. در پایان با توجه به کثرت مواجهه یِ صنعتگران ایرانی با این موضوع و نیاز به وجود یک روش سیستماتیک برای حل آن، الگوریتمی برای بررسی اثرات مخرب و ارایه راهکارهای جبران بر پایه ی این تحقیق بیان شده است.