چکیده:
کنترل سرعت موتورهای القایی با استفاده از مبدل های رایج AC-DC-AC انجام می شود که این مبدل ها دارای معایبی هستند. از جمله این معایب نیاز این مبدل ها به خازن الکترولیتی باس DC می باشد که باعث افزایش حجم و وزن مبدل می شود. همچنین این مبدل ها به عناصر ذخیره کننده انرژی نیاز دارند تا بتوانند شکل موج های خروجی و ورودی مناسبی داشته باشند. برخلاف اینورترها، در مبدل های ماتریسی نیازی به خازن باس DC و عناصر ذخیره کننده انرژی وجود ندارد. علاوه بر آن، این مبدل ها دارای مزایایی هستند که کارایی آنها را برای کنترل موتور القایی بالا می برد. از جمله این مزایا، توانایی تنظیم ضریب قدرت برابر با یک برای ورودی مبدل ماتریسی می باشد. همچنین توانایی کار 4 ناحیه ای گشتاور – سرعت و داشتن شکل موج های ورودی و خروجی سینوسی از مزایای دیگر این مبدل ها می باشند. در این پایان نامه ابتدا ساختار ریاضی کنترل برداری موتور القایی بررسی شده و سپس روش های کنترل برداری مستقیم و غیرمستقیم موتور القایی توضیح داده شده است. همچنین ساختارهای مختلف مبدل های ماتریسی و اصول حاکم بر کنترل این مبدل ها توضیح داده شده است. روش های مدولاسیون بردار فضایی، بهینه بردار فضایی، روش Venturini و بهبود یافته آن توضیح داده شده است. سپس کنترل برداری موتور القایی با استفاده از منبع سینوسی ایده آل انجام شده و شکل موج جریان، ولتاژ، گشتاور و سایر متغییرهای ماشین به دست آمده است. در مرحله بعد کنترل برداری موتور القایی با استفاده از یک اینورتر 6 پالسه انجام شده است و تغییرات متغییرهای موتور به ازای تغییرات گشتاور بار و تغییرات سرعت مورد بررسی قرار گرفته است. در مرحله آخر کنترل برداری با مبدل ماتریسی انجام شده و نمودارهای مربوط به کار 4 ناحیه ای گشتاور – سرعت موتور القایی ارائه شده است. همچنین توانایی مبدل ماتریسی در تنظیم ضریب قدرت واحد ورودی بدون توجه به ضریب قدرت موتور، نشان داده شده است. در بخش آخر با توجه به مزایای مبدل ماتریسی نسبت به مبدل های رایج AC-DC-AC، نتیجه گیری شده که کارآیی درایو موتور با مبدل ماتریسی بهتر از مبدل های رایج AC-DC-AC می باشد.
مقدمه:
ایده اصلی موتورهای القایی در سال 1880 توسط نیکولاتسلا پی ریزی شد. ولی موتور القایی به شکل مدرن امروزی خود ساخته نشد و پس از سالها مطالعه و پیشرفت هایی که حاصل شد، در سال 1896 ساخته و به صورت تجاری در دسترس قرار گرفت. موتورهای القایی به خاطر مزایایی مثل وزن کم، ارزان بودن نسبی و تعمیر و نگهداری آسان توانستند جایگاه خود را در صنعت روز به روز افزایش دهند. تا اوایل دهه 1970 در کاربردهایی که عملکرد حالت گذرا چندان مهم نبود، موتورهای القایی جای موتورهای DC را گرفتند. اما در کاربردهایی که به پاسخ سریع نیاز بود (مثل سرو سیستم ها و کاربردهای رباتیک) به خاطر نبود روش هایی جهت کنترل دقیق موتورهای القایی، موتورهای DC جایگاه خود را حفظ کردند. در طول این سال ها کنترل موتورهای القایی با استفاده از روشهای اسکالر انجام می شد و این روش ها با وجود پیشرفت های زیادی که کردند، از دقت لازم برخوردار نبودند. در دهه 1970 نظریه کنترل برداری میدان گرا مطرح شد که امکان کنترل دقیق موتور القایی را فراهم می کرد.
همزمان با پیشرفت سیستم های کنترل موتورهای القایی از 25 سال اخیر، توسعه تکنیک های سریع پیشرفته در نیمه هادی های قدرت و تکنولوژی میکرو پروسسورها باعث توسعه و پیشرفت مبدل های قدرت شده است. مبدل لینک DC پرکاربردترین سیستم درایو سرعت متغیر موجود در بازار است که دارای معایبی مثل وزن و حجم بالا، نیاز به عناصر ذخیره کننده انرژی و نیاز به یک خازن الکترولیتی بزرگ در باس DC، می باشند. در سال های اخیر نوع جدیدی از مبدل های لینک مستقیم به نام مبدل های ماتریسی به دلیل مزایایی مثل عملکرد 4 ناحیه ای گشتاور – سرعت، شکل موج های خروجی و ورودی سینوسی، قابلیت کنترل ضریب توان ورودی و کمترین نیاز به اجزای ذخیره کننده انرژی، مورد توجه قرار گرفته اند. در این پایان نامه به بررسی کنترل میدان گرای موتور القایی با این مبدل های جدید می پردازیم.
تعداد صفحه : 94
پایان نامه ارشد برق کنترل برای موتور القایی با استفاده از مبدل ماتریسی
