پایان نامه مهندسی برق-شبیه سازی تاثیر کنترل کننده راه انداز نرم در موتور القایی ناپایدار

انجام پایان نامه مهندسی برق

شبیه سازی تاثیر کنترل کننده استارتر نرم در موتور القایی ناپایدار

انجام پایان نامه مهندسی برق:  استفاده از موتور القایی روتور قفس سنجابی از زمان اختراع خود به شدت افزایش یافته است . استارتر نرم - سافت استارتر

از موتور القایی سه فاز در صنعت به صورت گسترده استفاده میشود به دلیل ساخت و ساز قوی آن ،سادگی در طراحی و به صرفه بودن هزینه ، قابلیت اطمینان ، بالاکارآیی و توانایی و همچنین تعمیر و نگه داری خوب و آسان . این عوامل ، استاندارد سازی و توسعه زیرساخت های تولید را ارتقاء داده است که به یک پایگاه گسترده ای از موتورها منجر شده است .

تخمین زده شده است که برای ٧٠٪ تا ٨٠٪ از کل کاربردهای الکتریکی در جهان از این موتورها استفاده می شود.

آنها واقعا ماشین های عالی هستندکه در آن هیچ قطعه متحرکی  به جز روتور وجود ندارد،و هیچگونه دندانه ، کموتاتور و حلقه های لغزان وجود ندارد.

این ماشین به گسترده ترین  دستگاهی تبدیل شده است که تا به حال توسط انسان اختراع شده است .  به عنوانی، از آن در حال حاضر تقریبا در تمام جنبه های عملیات داخلی و صنعتی استفاده می شود. که نوع تک فاز و سه فاز آن در سراسر جهان فراوان است . در خانه ، موتوربه عنوان موتور لوازم خانگی مانند ماشین لباسشویی، خشک کن ها، تهویه مطبوع ، فن ها، همزن ، مخلوط کن ، پخش کننده های ویدئویی سی دی، ضبط ویدئو کاست و پخش کننده های صوتی استفاده می شود. موتور حتی در ساعتهای مچی، در مادربورد کامپیوترها قرار گرفته است تا فن ها را برای خنک کردن پردازنده بچرخاند، در حالی که در صنایع (نفت و گاز) در کمپرسورها، فن ها، پمپ ها، دمنده ها و تسمه نقاله ها از این موتورها استفاده می کنند.

موتورهای الکتریکی در تمام انواع درایوها استفاده می شود و همچنین به عنوان جزء اصلی فرآیند صنعتی، پمپاژ آب به مخزن و همچنین پمپاژ نفت خام است . موتور الکتریکی دررنج های قدرت از چند وات تا صدها مگاوات وجود دارد. گرچه تحقیقات اخیر به منظور استفاده از آن برای برنامه های کاربردی ژنراتور انجام شده است ، اما بهتر است به عنوان موتور استفاده شود.

در سال های اخیر کنترل موتور القایی با کارایی بالا برای کاربردهای صنعتی و تولید ناخالص داخلی بسیار مورد توجه قرار گرفته است .

مدل سازی موتور القایی به طور مداوم توجه مهندسین و محققان برق را به خود جلب کرده است نه تنها به این دلیل که مورد استفاده بیشتری قرار می گیرند بلکه بخاطر حالت های عملیاتی متفاوت آنها هم در حالت ثابت وهم در حالت گذرا. مدل های مختلفی توسعه یافته است و مدل محور D-Q برای مطالعه رفتار گذرا به خوبی مورد آزمایش قرار گرفته و ثابت شده است که قابل اطمینان و دقیق است ،

درایوهای سرعت متغیر موتور القایی،راه انداز های نرم نیز اجزای ضروری در هر موتور درایو القایی مدرن هستند. موتور القایی قفس سنجاب به طور گسترده در بسیاری از برنامه های کاربردی استفاده می شود. هر زمان که یک موتور القایی شروع به کار می کند، سیستم الکتریکی یک جریان جاری را تجربه می کند و سیستم مکانیکی یک جرقه گشتاور را تجربه می کند. با ولتاژ خط اعمال شده به موتور، جریان می تواند هر جایی بین سه تا هشت برابر جریان بارکامل موتور بسته به ویژگی های طراحی باشد. این جریان های جاری و گشتاور را می توان با کاهش ولتاژ عرضه شده در موتور در هنگام شروع کاهش داد. کنترل کننده راه انداز نرم ، مزایای

بسیاری نسبت به راه اندازی های معمولی دارد مانند:

 

·  استارت صحیح

·  شروع و توقف نرم .

·  جریان های پیک کاهش می یابد

·   هنگام شروع از نوسانات ولتاژ خط اجتناب می شود

·  عرضه خط آزاد شده است

·  تنش مکانیکی درایو کاهش می یابد.

·   رسیدگی و کنترل آسان

·  مقدار قابل توجهی از فضا و سیم کشی در مقایسه با شروع کننده های معمولی ذخیره می شود.

این مقاله بر توسعه یک مدل استارتر نرم برای کنترل یا کاهش جریان و گشتاور راه اندازی برای یک موتور سه فاز القایی تمرکز دارد. سافت استارتراز دو سوئیچ متصل شده و ضد موازی در هر فازاستفاده می کند.

تریستورها به دلیل قدرت بالاتر و بازده بالا به عنوان سوئیچ مورد استفاده قرار می گیرند. شکل ١,١ نمودار بلوک دیاگرام کل سیستم را نشان می دهد.

 شکل ١,١:بلوک دیاگرام سافت استارتر حالت جامد در شکل ١,١، موتور به راه انداز نرم در شروع متصل می شود و هنگامی که موتور سرعت خود را دریافت می کند، پس از آن استارتر نرم خاموش می شود و سیستم درایو موتور،کنترل موتور را در دست می گیرد. با استفاده از سافت استارتر، ولتاژی کنترل شده به ورودی موتور اعمال می شود، بنابراین موتور محافظت می شود و طول عمر آن افزایش می یابد.

مدل ریاضی موتور القایی

دو مدل استفاده معمول برای موتور القایی وجود دارد. شامل : (١) برگرفته از نظریه بردار فضایی و (٢) نتیجه گیری از نظریه محور .D-Q

 مدل بردار فضایی شامل عبارات و مختصر فضای بردار و ویژگی های جمع و جور ریاضی است ، در حالی که مدل محور D-Q نیازی به استفاده از اعداد یا متغیرهای پیچیده ندارد.

هر دو مدل برای تحلیل عملکرد حالت گذرا و پایدار موتور القایی به همان اندازه معتبرهستند.

مدل های موتور در چرخش همزمان قاب مرجع و قاب مرجع ثابت اغلب استفاده می شود.

در تجزیه و تحلیل زیر فرض می شود که موتور القایی سه بعدی تقریبا متقارن است و هسته مغناطیسی آن با یک پالس ناچیز خطی است .

مدل برداری فضایی برای موتور القایی به طور کلی از سه مجموعه معادلات تشکیل شده است .