شبیه سازی موتور جریان مستقیم

پروژه مدلسازی و شبیه سازی موتور جریان مستقیم بدون جاروبک 9 فاز BLDC

موتورهای BLDC یک نوع خاص از موتورهای سنکرون می باشند. این مطلب به آن معناست که میدان مغناطیسی ایجاد شده توسط استاتور و میدان مغناطیسی ایجاد شده توسط روتور با فرکانسی واحد دوران می کنند.موتورهای BLDC فاقد پارامتری به نام لغزش، مشابه آنچه در موتورهای القایی مشاهده می شود هستند. موتورهای BLDC در ...

موتورهای BLDC با تغذیه ولتاژ سینوسی (BLAC):

در نوع تغذیه سینوسی که در واقع ماشین سنکرون مغناطیس دائم [1](PMSM) می­باشد برای ایجاد شار سینوسی علاوه بر اینکه توزیع سیم­ پیچی فازهای استاتور سینوسی است، ولتاژ اعمالی به فازهای استاتور نیز سینوسی می­باشد. لذا دانستن مقدار لحظه­ای موقعیت روتور الزامی بوده و در نتیجه باید از Encoder های موقعیت دقیق استفاده نمود. مقدار گشتاور لحظه­ای در این نوع موتور بسیار صاف بوده و ریپل گشتاور ناچیز می­باشد.با این وجود ایجاد سیم­بندی سینوسی با پیچیدگی بیشتری همراه بوده و تعداد اتصالات داخلی بیشتری را می­طلبد.در مجموع ساخت استاتور با اتصالات سینوسی هزینه بیشتری را تحمیل می­نماید. این موتور به نام موتور BLACنیز شناخته می­شود [2].شکل 1-2، شکل موج ولتاژ ضد محرکه  یک موتور BLAC را نمایش می­دهد.
[1]- Permanent MagnetSychronous Motor

 فهرست مطالب:
1-1- مقدمه     
1-2- تعریف موتور PMBLDC      
1-3- تاریخچه و روند گسترش ماشین های PMBLDC      
1-4- ساختمان موتور  BLDC     
1-4-1- استاتور     
1-4-1-1- موتورهای BLDC با تغذیه ولتاژ سینوسی (BLAC)      
1-4-1-2- موتور BLDC با تغذیه ولتاژ ورودی ذوزنقه ای     
1-4-1-3- مقایسه موتور های بدون جاروبک با جریان آرمیچر سینوسی (BLAC) و مربعی (BLDC)     
1-4-2- روتور     
1-4-3- سنسورهای هال     
1-4-4- مواد مغناطیس دائم      
1-5- اصول عملکرد موتور BLDC       
1-5-1- تبیین مفهوم کموتاسیون در یک موتور کموتاتور dc      
1-5-2- کموتاسیون در موتور BLDC     
1-6- مقایسه موتور BLDC با موتور DC و القائی     
1-7- مزایا و معایب موتورهای PMBLDC      
1-8- انواع توپولوژی های ماشین های BLDC     
1-8-1- تکنیک های اتصال آهنربا های دائم به روتور     
1-8-2- ساختارهای مختلف استاتور     
1-9- شبیه سازی موتور بدون جاروبک 9 فاز     
1-10 نتیجه گیری     
1-11- مراجع
فهرست اشکال
شکل 1- 1: استاتور یک موتور BLDC 
شکل 1- 2: شکل موج ولتاژ Back-EMF یک موتور BLDC سینوسی 
شکل 1- 3: شکل موج ولتاژ Back-EMF یک موتور BLDC ذوزنقه ای  
شکل 1- 4: الف) موتور نوع BLAC با آرایش سیم پیچی توزیع شده ب) موتور نوع BLDC با آرایش سیم پیچی متمرکز
شکل 1- 5: شکل موج جریان آرمیچر ماشین های بدون جاروبک الف) ماشین موج مربعی  ب) ماشین موج سینوسی
شکل 1- 6: پیکربندی های مختلف روتور در یک موتور مغناطیس دائم
شکل 1- 7: برش عرضی یک موتور BLDC 
شکل 1- 8: حلقه B-H ماده مغناطیس دائم 
شکل 1- 9: نمونه ای از مشخصات دمایی مواد مغناطیس دائم 
شکل 1- 10: مقطع ارضی از یک موتور کموتاسیون DC 
شکل 1- 11: منحنی های شار نشتی، نیروی ضد محرکه، گشتاور و جریان در یک موتور کموتاتور DC
شکل 1- 12: موتور DC اولیه با سه جزء کموتاتور و دو جاروبک 
شکل 1- 13: مدار اینورتر  PWM جهت استفاده در موتورهای BLDC 
شکل 1- 14: تغییرات سیگنال های اثر هال، ولتاژ ضد محرکه، گشتاور خروجی و جریان فازها در یک موتور BLDC 
شکل 1- 15: ترتیب تحریک سیم پیچ ها با توجه به سنسورهای هال یک موتور BLDC 
شکل 1- 16:  نمای دو بعدی از موتور BLDC و اجزای آن الف) نوع روتور بیرونی ب) نوع روتور درونی
شکل 1- 17:  آهنرباهای مغناطیس دائم روی سطح روتور آهنی 
شکل 1- 18: آهنرباهای مغناطیس دائم نصب شده روی سطح بیرونی روتور
شکل 1- 19: سه روش نصب آهنربا روی سطح خارجی روتور
شکل 1- 20: آهنرباهای مغناطیس دائم نصب شده روی سطح درونی روتور
شکل 1- 21: الف) روتور مغناطیس دائم درونی محیطی ب) روتور مغناطیس دائم درونی شعاعی
شکل 1- 22: موتور BLDC با ساختارهای استاتور مختلف
شکل 1- 23: موتور BLDC با ساختار استاتور بدون شیار و سیم پیچی آن
شکل 1- 24: موتور BLDC با ساختار استاتور بدون شیار با سیم پیچی مارپیچی (ترویدال) 
شکل 1- 25: موتور BLDC الف) ساختار شار محوری ب) ساختار شار شعاعی
شکل 1- 26: نمونه ای از یک موتور تکفاز BLDC 4 قطب 
شکل 1- 27: نمونه ای از یک موتور BLDC خطی 
شکل 1- 28: اجزای مختلف موتور BLDC خطی الف) نمای سه بعدی ب) نمای دو بعدی
شکل 1- 29: موتور BLDC دو استوانه ای واجزای آن
شکل 1- 30: شمای کلی شبیه سازی شده در محیط سیمولینک متلب
شکل 1- 31: بلوک مربوط به تولید نیروی ضد محرکه
شکل 1- 32: بلوک مربوط به تولید و تغییر گشتاور
شکل 1- 33: تغییرات توان الکترومغناطیسی فاصله هوایی تحت شرایط بارزدایی
شکل 1- 34: تغییرات گشتاور الکترومغناطیسی فاصله هوایی تحت شرایط بارزدایی
شکل 1- 35: تغییرات سرعت محور تحت شرایط بارزدایی
شکل 1- 36: تغییرات جریان آرمیچر تحت شرایط نرمال
شکل 1- 37: تغییرات ولتاژ ترمینال تحت شرایط نرمال
شکل 1- 38: تغییرات ولتاژ ضد محرکه تحت شرایط نرمال
فهرست جداول
جدول 1- 1: مقایسه موتور BLDC با موتور DC و القائی