تحقیق درباره سنسور و اهمیت کاربرد آن

اختصاصی از فایلکو تحقیق درباره سنسور و اهمیت کاربرد آن دانلود با لینک مستقیم و پر سرعت .

لینک دانلود و خرید پایین توضیحات

فرمت فایل word  و قابل ویرایش و پرینت

تعداد صفحات: 67

1- سنسور و اهمیت کاربرد آن

1-1- مقدمه :

با پیشرفت سریع تکنیک اتوماسیون و پیچده تر شدن پروسه های صنعتی و کاربرد روز افزون این شاخه از تکنیک نیاز شدیدی به کاربرد سنسورهای مختلف که اطلاعات مربوط به عملیات تولید را درک و براساس این اطلاعات مقتضی صادر گردد، احساس می شود.

سنسورها به عنوان اعضای حسی یک سیستم، وظیفه جمع آوری و با تبدیل اطلاعات را به صورتی که برای یک سیستم کنترل و با اندازه گیری قابل تجزیه و تحلیل باشد به عهده دارند . در سالهای اخیر سنسورها به صورت یک عنصر قابل تفکیک سیستمهای مختلف صنعتی مورد استفاده قرار گرفته و پیشرفت سریعی در جهت جوابگویی به تقاضاهای صنعت در این شاخه از علم الکترونیک انجام پذیرفته است .

سنسورها جهت تبدیل عوامل فیزیکی مانند حرارت ، فشار ، نیرو ، طول، زاویه چرخش، دبی و غیره به سیگنالهای الکتریکی بکار برده می شوند و به همین منظور سنسورهای مختلفی که قابلیت ‌تبدیل این عوامل را به جریان برق دارا می باشند، ساخته شده اند .

یک سنسور را می توان با خصوصیات زیر تعریف نمود .

سنسور به عنوان تبدیل کننده اطلاعات فیزیکی به سیگنالهایی، که می توان از آنها به عنوان سیگنالهای کنترل استفاده نمود . عمل می کنند .

یک سنسور نباید حتماً یک سیگنال الکتریکی تولیدنماید . مانند سنسورهای پنیوماتیکی و...

سنسورها در دو نوع مختلف وجود دارند .

الف )با تماس مکانیکی مانند کلید قطع و وصل ، تبدیل کننده های فشاری و...

ب) بدون تماس مکانیکی مانند سنسورهای نوری و یا حرارتی و ...

- سنسورها می توانند بعنوان چشمهای کنترل کننده یک سیستم مورد استفاده قرار گرفته و وظیفه مراقبت از پروسه و اعلام خرابی و یا نقص یک سیستم را به عهده بگیرند .

در کنار کلمة سنسور با واژه های زیر نیز در صنعت روبرو هستیم .

عنصر سنسور

قسمتی از سنسور را تشکیل می دهد . که عامل فیزیکی را حس کرده ، ولی بدون ، کمک قسمت آماده سازی سیگنال قادر به انجام وظیفه نیست .

2- سیستم سنسور ی(Sensor system)

مجموعه ای از عناصر اندازه گیری تبدیل و آماده سازی سیگنال را یک سیستم سنسوری می نامند .

3- سیستم مولتی سنسور

سیستم هایی که دارای چندین سنسور از یک نوع و یا از انواع مختلف می باشند سیستم مولتی سنسور می نامند .

2-1- انواع خروجیهای متداول سنسورها

در استفاده از سنسورها می بایستی با انواع سیگنالهای خروجی الکتریکی آشنا بود می توان خروجیها را در پنج ردة مختلف دسته بندی نمود .

نوع A:

سنسورهایی با ماهیت قطع و و صل خروجی ( باینری ) مانند سنسورهای نزدیکی ، فشار ، اندازه گیری سطح مایعات و ..

این نوع سنسورها را عمدتاٌ می توان بطور مستقیم به دستگاه P.L.C متصل نمود .

نوع B:

سنسورهایی که سیگنال خروجی آنها بصورت پالسی می باشند ؛ مانند سنسورهای اندازه گیری میزان چرخش و با طول و ..

این نوع سنسورها اکثراٌ توسط یک Interface قابل وصل به دستگاه P.L.C می باشند.

P.L.C. می بایستی دارای شمارندة نرم افزاری و سخت افزاری باشد .

نوع C :

سنسورهایی که سیگنال خروجی آنها بصورت آنالوگ بوده ولی دارای بخش تقویت کننده و یا تبدیل کننده نمی باشند . این سیگنالها خیلی ضعیف بوده (در حد ملی ولت) و قابل استفاده مستقیم در دستگاههای کنترل نمی باشند، مانند سنسورهای Piezoelectric و با سنسورهای Hall.

نوع D:

سنسورهایی که سیگنال خروجی آنها بصورت آنالوگ بوده و واحد الکترونیک (‌تقویت کننده تبدیل کننده ) در خود سنسور تعبیه شده است . در این نوع سنسور خروجیها را می توان بطور مستقیم جهت استفاده در دستگاههای کنترل استفاده نمود .

محدودة خروجی سیگنالها عموماً به شرح زیر می باشند:

0….10V

-5….+5V

1…5V

0…20mA

-10…+10mA

4…20mA

تحقیق درباره سنسور

اختصاصی از فایلکو تحقیق درباره سنسور دانلود با لینک مستقیم و پر سرعت .

لینک دانلود و خرید پایین توضیحات

فرمت فایل word  و قابل ویرایش و پرینت

تعداد صفحات: 11

سنسور یا حسگر چیست؟  حسگر یا سنسور المان حس کننده ای است که کمیتهای فیزیکی مانند فشار، حرارت،، رطوبت، دما، و ... را به کمیتهای الکتریکی پیوسته (آنالوگ) یا غیرپیوسته (دیجیتال) تبدیل می کند. در واقع آن یک وسیله الکتریکی است که تغییرات فیزیکی یا شیمیایی را اندازه گیری می کند و آن را به سیگنال الکتریکی تبدیل می نماید.

سنسورها در انواع دستگاههای اندازه گیری، سیستمهای کنترل آنالوگ و دیجیتال مانند PLC مورد استفاده قرار می گیرند. عملکرد سنسورها و قابلیت اتصال آنها به دستگاههای مختلف از جمله PLC باعث شده است که سنسور بخشی از اجزای جدا نشدنی دستگاه کنترل اتوماتیک و رباتیک باشد. سنسورها اطلاعات مختلف از وضعیت اجزای متحرک سیستم را به واحد کنترل ارسال نموده و باعث تغییر وضعیت عملکرد دستگاهها می شوند.

حسگرهای رطوبت                           حسگر حرکت        

زوج حسگر اولتراسونیک(مافوق صوت)

سنسورهای بدون تماس

سنسورهای بدون تماس سنسورهائی هستند که با نزدیک شدن یک قطعه وجود آن را حس کرده و فعال می شوند. این عمل به نحوی است که می تواند باعث جذب یک رله، کنتاکتور و یا ارسال سیگنال الکتریکی به طبقه ورودی یک سیستم گردد.

مثال هایی از کاربرد سنسورها

1-شمارش تولید: سنسورهای القائی، خازنی و نوری

2-کنترل حرکت پارچه و ...: سنسور نوری و خازنی

3-کنترل سطح مخازن: سنسور نوری و خازنی و خازنی کنترل سطح

4-تشخیص پارگی ورق: سنسور نوری

5-کنترل انحراف پارچه: سنسور نوری و خازنی

6-کنترل تردد: سنسور نوری

7-اندازه گیری سرعت: سنسور القائی و خازنی

8-اندازه گیری فاصله قطعه: سنسور القائی آنالوگ

مزایای سنسورهای بدون تماس یا همجواری

سرعت سوئیچینگ زیاد:

سنسورها در مقایسه با کلیدهای مکانیکی از سرعت سوئیچینگ بالائی برخوردارند، به طوریکه برخی از آنها (سنسور القائی سرعت) با سرعت سوئیچینگ تا 25KHz کار می کنند.

طول عمر زیاد:

بدلیل نداشتن کنتاکت مکانیکی و عدم نفوذ آب، روغن، گرد و غبار و ... دارای طول عمر زیادی هستند.

عدم نیاز به نیرو و فشار:

با توجه به عملکرد سنسور هنگام نزدیک شدن قطعه، به نیرو و فشار نیازی نیست.

قابل استفاده در محیطهای مختلف با شرایط سخت کاری:

سنسورها در محیطهای با فشار زیاد، دمای بالا، اسیدی، روغنی، آب و ... قابل استفاده می باشند.

عدم ایجاد نویز در هنگام سوئیچینگ:

به دلیل استفاده از نیمه هادی ها در طبقه خروجی، نویزهای مزاحم (Bouncing Noise) ایجاد نمی شود.

سنسورهای القائی

سنسورهای القائی سنسورهای بدون تماس هستند که تنها در مقابل فلزات عکس العمل نشان می دهند و می توانند فرمان مستقیم به رله ها، شیرهای برقی، سیستمهای اندازه گیری و مدارات کنترل الکتریکی (مانند PLC) ارسال نمایند.  اساس کار و ساختمان سنسورهای القائی

ساختمان این سنسورها از چهار طبقه تشکیل می شود: اسیلاتور، دمدولاتور، اشمیت تریگر، تقویت خروجی.

اسیلاتور:قسمت اساسی این سنسورها از یک اسیلاتور با فرکانس بالا تشکیل یافته که می تواند توسط قطعات فلزی تحت تاثیر قرار گیرد. این اسیلاتور باعث بوجود آمدن میدان الکترومغناطیسی در قسمت حساس سنسور می شود. نزدیک شدن یک قطعه فلزی باعث بوجود آمدن جریانهای گردابی در قطعه گردیده و این عمل سبب جذب انرژی میدان می شود و در نتیجه دامنه اسیلاتور کاهش می یابد. از آنجا که طبقه دمدلاتور، آشکارساز دامنه اسیلاتور است در نتیجه کاهش دامنه اسیلاتور توسط این قسمت به طبقه اشمیت تریگر منتقل می شود. کاهش دامنه اسیلاتور باعث فعال شدن خروجی اشمیت تریگر گردیده و این قسمت نیز به نوبه خود باعث تحریک طبقه خروجی می شود.

قطعه استاندارد:

یک قطعه مربعی شکل از فولاد ST37 است که از آن به منظور تست فاصله سوئیچینگ استفاده می شود. (استاندارد IEC947-5-2). ضخامت قطعه 1mm و طول ضلع این مربع در اندازه های زیر می تواند انتخاب شود.

1- به اندازه قطر سنسور

2- سه برابر فاصله سوئیچینگ نامی سنسور 3*Sn

ضرایب تصحیح:

فاصله سوئیچینگ با کوچکتر شدن ابعاد قطعه استاندارد و یا با بکارگیری فلز دیگری غیر از فولاد ST37 تغییر خواهد کرد. در زیر ضرایب تصحیح برای فلزات مختلف نشان داده شده است:

ضریب تصحیح (KM) برای فولاد ST37 برابر 1.0ضریب تصحیح (KM) برای نیکل برابر 0.9

دانلود تحقیق سنسور پارک (Reversing) 28 ص

اختصاصی از فایلکو دانلود تحقیق سنسور پارک (Reversing) 28 ص دانلود با لینک مستقیم و پر سرعت .

لینک دانلود و خرید پایین توضیحات

فرمت فایل word  و قابل ویرایش و پرینت

تعداد صفحات: 30

سنسور پارک (Reversing)

مطالب ارائه شده در فصل های قبل همه در برگیرنده نقس سنسورها در صنعت و خصوصاً در اتومبیل های امروزی که بسیار حائز اهمیت هستند و سنسورهای ارائه شده در فصول قبل هر کدام با قیمت اتومبیل های روز دنیا از آنجا استفاده می شود . حتی از سنسورهای شیمیایی در خودروهای نظامی کاربرد وسیعی دارد.

اندازه گیریهای جابه جایی اشیاء در علوم کاربردی از اهمیت اساسی برخوردار است و پایه اندازه گیری سرعت، شتاب ، کشش (با استفاده از عناصر قابل ارتجاع) ، نیر و فشار است. اندازه گیری جابه جایی در حالت جابه جایی چرخشی نیز مانند جابه جایی انتقالی قابل اندازه گیری است. قوانینی که مبنای عمل سنسورهای جابه جایی هستند در هر دو مورد جابه جایی خطی و حرکت چرخشی صدق می کنند. به همین دلیل هر دو نوع اندازه گیری، به موازات هم مورد بررسی قرار می گیرند.

پتانسیومترها

پتانسیومترها عموماً شامل عنصر مقاومتی است که یک اتصال متحرک لغزان در آن تعبیه شده است. شکل اولیه پتانسیومتر شامل مقاومتی است که از سیم با مقاومت زیاد، مانند نیکروم تشکیل شده و روی پایه مناسبی از جنس عایق پوشیده شده است. اتصال متحرک عبارت است از بازوی متحرکی که می تواند روی مسیر مقاومتی بلغزد. بنابراین بین یک انتهای مسیر سیم پیچی شده و اتصال لغزان، مقاومت متغیری بوجود می آید. حرکت اتصال لغزان می تواند خطی، چرخان و یا ترکیبی از آن دو مثلاً به شکل مارپیچی باشد. پتانسیومترهای حرکت انتقالی (که اصطلاحاً خطی نیز گفته می شوند) دارای بستر لغزش mm 1000 - 5 هستند. پتانسیومترهای گرد دارای فاصله انحراف از 10 تا 60 دور می باشند ( 20000 <).

خطی بودن پتانسیومتر

اگر مقاومت پتانسیومتر نسبت به جابه جایی اتصال لغزندة آن، خطی باشد (شکل 12 – 1 را ببینید) ، در شرایطی که ولتاژ eex ولتاژ تحریک اعمال شده به پتانسیومتر بوده و

خروجی پتانسیل مدار باز بوده و جریانی که از آن کشیده نشود ولتاژ خروجی e0 تابعی خطی از جابه جایی xi است. اما، چون هر مداری که به خروجی پتانسیومتر وصل می شود عملاً دارای امپدانس ورودی بی نهایت نیست و مقداری جریان از پتانسیومتر می کشد، لذا با اتصال خروجی پتانسیومتر خطی به هر مداری، تا حدودی مشخصات خطی بودن پتانسیومتر کاهش می یابد. شکل 12-1پ2 وضعیت فوق را نشان می دهد. از تحلیل سادة مدار نتیجه می گیریم که :

در شرایط ایده آل برای مدار باز داریم 0 = Rp/Rm و همانگونه که در شکل (3 12-)

شکل (12-3) اثرات بارگذاری پتانسیومتر

مشاهده می شود رابطه بین e0 و xi یک رابطه اگر Rp=RM باشد، ماکزیمم انحراف از خطی بودن حدود 12% است. اگر Rm RP=10% باشد، خطا به 1.5% کاهش می یابد. برای مقادیری از Rp و Rm که Rp/Rm

برای اینکه خطی بودن پتانسیومتر حفظ شود بایستی امپدانس Rm مداری که به پتانسیومتر وصل می شود در مقایسه با امپدانس Rp پتانسیومتر که تا حد ممکن بایستی کوچک انتخاب شود، به مقدار کافی بزرگ باشد، متأسفانه ضرورت فوق با حساسیت زیاد پتانسیومتر در تناقض است. چون خروجی e0 مستقیماً متناسب با ولتاژ تحریک eex است، ابتدا به نظر می رسد که با اضافه کردن eex می توان هر خروجی مورد نظر را به دست آورد. اما پتانسیومترها دارای میزان توان مشخصی هستند که با توانایی اتلاف حرارتی آنها تعیین می شود. اگر اتلاف حرارتی در محدودة H وات باشد، ماکزیمم ولتاژ تحریک مجاز عبارت است از :

بنابراین، مقادیر کم Rp مقادیر کوچک eex را به دست می دهد و نتیجتاً حساسیت کاهش می یابد. برای انتخاب Rp بایستی مصالحه ای بین بارگذاری و حساسیت انجام می گیرد چون هرچه بارگذاری بیشتر شود حساسیت کاهش می یابد و بالعکس.

ریزولوشن پتانسیومتر

ریزولوشن پتاسیومتر بستگی به شکل و نوع عنصر مقاومتی آن دارد. در یک پتانسیومتر سیم پیچی

پاورپوینت برد سنسور حسگر

اختصاصی از فایلکو پاورپوینت برد سنسور حسگر دانلود با لینک مستقیم و پر سرعت .

دسته بندی : پاورپوینت 

نوع فایل:  ppt _ pptx

( قابلیت ویرایش )

---

 قسمتی از محتوی متن پاورپوینت : 

تعداد اسلاید : 12 صفحه

    این بخش از ربات که یکی ار مهمترین قسمت های یک ربات محسوب میشود و وظیفه آن تشخیص خط زیر ربات میباشد که باید فاصله استاندارد آن با زمین رعایت شود تا بهترین بازده را دارا باشد. و چند نکته که باید در مکانیک ربات رعایت شود : 1- حتما مکانیک ربات محکم بسته شود. 2- اگر از چسب برای بستن استفاده میکنید حتما به همراه بست استفاده شود . 3- برای بستن بردها به بدنه ( شاسی ) حتما از پیچ و مهره یا Spacer و مهره استفاده کنید.
4- برای محکم شدن و جلوگیری از شل یا باز شدن اتصالات میتوانید از واشر فنری استفاده کنید . 5- در جاهایی که ممکن است پیچ و مهره باعث اتصالات بین قطعات شود میتوانید از واشر فیبری استفاده کنید . برد سنسور ( حسگر ) robotic robotic میکرو کنترلر در اصل مغز ربات به حساب می آید و باید دارای حافظه کافی و پایدار برای برنامه ریزی باشد که با استفاده از فرمان هایی که ما برنامه نویسی میکنیم وظیفه اش را انجام میدهد و ربات را کنترل میکند.
میکرو کنترلی که ما از آن در ساخت ربات استفاده میکیم میکرو کنترلر ATMEGA 32L از خانواده AVR استو در دو نوع ATMEGA32 , ATMEGA32L میباشد و دارای kb32 حافظه پایدار و قابل برنامه ریزی میباشد به توضیحاتی مختصر در مورد این میکرو کنترل می پر دازیم.  میکرو کنترل AVR ATMEGA 32 دارای 40 پایه که 32 تای آن مربوط به بخش های ورودی و خروجی میباشد و 8 تای آن مربو به تغذیه و ...
میباشد بخش های ورودی و خروجی میکرو کنترل : این میکرو دارای PORT 4 میباشد که به پورت های A,B,C,D تقسیم میشوند .
هر پورت آن دارای PIN 8 می باشد که 8*4 میشه 32 تا پایه های ورودی خروجی میباشد و به صورت زیر نام گذاری میشوند. شماره پین ها از 0 تا 7 میباشند مثلا میخواهیم پین شماره 4 از پورت A را صدا بزنیم که به این صورت نام میبریم : PIN A.3 یا PORT A.3 و دلیل این که پین شماره 4 رو 3 صدا زدیم این است که در بالا نحوه شماره گذاری را گفتم.
  همان طور در شکل بالا می بینید مثلا PORTA به صورت PA و PORTB به صورتPB ودیگر پورت ها هم به همین صورت نام گذاری شده است که معمولا پورت A به سنسور ها وصل میشود و درایور موتور هم به پورت های D .
میکروکنترل AVR: مغز ربات= میکرو کنترولر   Avvc همان طور که میدانید پین های پورت A دارای مدار ADC=(Analog to Digital Converter) یا همان تبدیل آنالوگ به دیجیتال میباشند که در داخل همین میکرو این مدار جا سازی شده است که این پایه برق پورت A را تامین میکند که باید به همون برق 5 ولت رگوله شده وصل شود.
VCC این پایه برای تغذیه منطقی این میکروکنترل میباشد که باید برق 5 ولت رگوله شده که از منبع تغذیه گرفته میشود تامین شود.
که میتوان از برق 2.7 تا 5.5 در این میکرو استفاده کرد.
GND این پایه همان طور که از اسمش معلوم است باید به سر منفی یا همان سر زمین منبع تغذیه وصل بشود.
RESET  این پایه هم همانطور که از اسمش معلوم برای RESET کردن میکرو به کار میرود که اگه به پین GND وصل بشودمیکرو RESET میشود و معمولا با یک میکرو سویچ به سر زمین وصل میکنند که یک اتصال کوتاه داده بشود.
XTAL1  این پایه ورودی یک تقویت کننده اوسیلاتور یا کریستال میباشد.
XTAL2 خروجی همان تقویت کننده میباشد .
  متن بالا فقط قسمتی از محتوی متن پاورپوینت میباشد،شما بعد از پرداخت آنلاین ، فایل را فورا دانلود نمایید 

---

  لطفا به نکات زیر در هنگام خرید دانلود پاورپوینت:  توجه فرمایید.

• در این مطلب، متن اسلاید های اولیه قرار داده شده است.
• به علت اینکه امکان درج تصاویر استفاده شده در پاورپوینت وجود ندارد،در صورتی که مایل به دریافت  تصاویری از ان قبل از خرید هستید، می توانید با پشتیبانی تماس حاصل فرمایید
• پس از پرداخت هزینه ،ارسال آنی پاورپوینت خرید شده ، به ادرس ایمیل شما و لینک دانلود فایل برای شما نمایش داده خواهد شد
• در صورت  مشاهده  بهم ریختگی احتمالی در متون بالا ،دلیل آن کپی کردن این مطالب از داخل اسلاید ها میباشد ودر فایل اصلی این پاورپوینت،به هیچ وجه بهم ریختگی وجود ندارد
• در صورتی که اسلاید ها داری جدول و یا عکس باشند در متون پاورپوینت قرار نخواهند گرفت.
  
• هدف فروشگاه بانک پاورپوینت کمک به سیستم آموزشی و رفاه دانشجویان و علم آموزان میهن عزیزمان میباشد. 
  

---

دانلود فایل  پرداخت آنلاین 

تحقیق درباره کنترل سرعت بدون سنسور جهت دهی میدان استاتور غیر مستقیم برای درایو موتور القایی تکفاز

اختصاصی از فایلکو تحقیق درباره کنترل سرعت بدون سنسور جهت دهی میدان استاتور غیر مستقیم برای درایو موتور القایی تکفاز دانلود با لینک مستقیم و پر سرعت .

لینک دانلود و خرید پایین توضیحات

فرمت فایل word  و قابل ویرایش و پرینت

تعداد صفحات: 22

کنترل سرعت بدون-سنسور جهت دهی میدان استاتور غیر مستقیم برای درایو موتور القایی تکفاز

چکیده ــ نیاز صنعتی برای کنترل یک ماشین القایی، بدون استفاده از سنسور مکانیکی، در حال افزایش است، و این در نشریات جدید بخوبی بچشم می خورد. تمرکز، بر روی بهبود کنترل، بدون یک سنسور مکانیکی است. یک روش جدید برای پیاده سازی یک کنترل شار-استاتور-جهت-یافته ی غیر مستقیم (ISFOC) بدون سنسور، برای درایو یک موتور القایی تکفاز (SPIM)، در این مقاله ارایه شده است. روش ارایه شده ی تخمین سرعت روتور، تنها بر مبنای اندازه گیری های جریان های سیم پیچ های اصلی و کمکی استاتور، و نیز اندازه گیری جریان محور q مرجع، که توسط الگوریتم کنترلی تولید می شود، می باشد. خطای جریان محور q اندازه گیری شده از مقدار مرجع آن، کنترل کننده ی تناسبی-انتگرالی را تغذیه می کند، و خروجی آن فرکانس زاویه ای لغزش تخمین زده شده، می باشد. نتایج تجربی بدست آمده برای کنترل سرعت ISFOC (کنترل شار-استاتور-جهت-یافته ی غیر مستقیم) بدون سنسور یک درایو SPIM، با استفاده از یک سیستم dSPACE با برد کنترلر DS1104 مبنی بر پردازشگر سیگنال دیجیتال TMS320F240، ارایه و نیز تجزیه تحلیل شده است. شبیه سازی های دیجیتال و نتایج آزمایشی، به منظور نمایش بهبود در عملکرد الگوریتم بدون-سنسور ارایه شده، ارایه شده اند.

اصطلاحات شاخص ــ کنترل غیر مستقیم شار-استاتور-جهت-یافته، کنترل برداری بدون-سنسور، موتور القایی تکفاز، تخمین سرعت.

1. مقدمه

از موتورهای القایی تکقاز (SPIM) بطور مرسوم در کاربردهای خانگی با سرعت-ثابت، و معمولا جاهایی که تنها منبع انرژی تکفاز در دسترس است _بدون هیچ استراتژی کنترلی_ استفاده می شود. این موتورها در کولرها، ماشین های شوینده، خشک کن ها، ماشین های صنعتی، پنکه ها، دمنده ها، جارو برقی ها، و بسیاری جاهای دیگر کاربرد دارند. کنترل سرعت-متغیر موتورهای الکتریکی، به دلایل ذخیره سازی انرژی، بصورت گسترده در کاربردهای صنعتی کاربرد دارد. کاهش هزینه و بازده ی بالای وسایل الکترونیک قدرتی و میکروالکترونیکی، انگیزشی قوی برای پیاده سازی درایوهای SPIM هم در کاربردهای خانگی و هم در کاربرد تجاری، هستند.

در طی سال های اخیر، آزمایشگاه های تحقیقاتی زیادی بر روی درایوهای با سرعت-متغیر _بویژه برای SPIM (موتر القایی تکفاز)_ تمرکز کرده و به دستاوردهای مهمی نیز دست یافتند. در دسترس بودن مبدل های استاتیک ارزان قیمت، استفاده ی اقتصادی انرژی و توسعه گشتاور الکترومغناطیسی در SPIM را، ممکن می سازد. سه توپولوژی برای مبدل های الکترونیکی اینورترهای سه-فاز، برای SPIM وجود دارد: مبدل های دو-پایه، سه-پایه، و چهار-پایه. در سال های اخیر، توپولوژی اینورتر منبع ولتاژ با شش-ترانزیستور پل دو-فاز سه-پایه، برای سیستم های درایو SPIM، نسبت به دو توپولوژی دیگر مورد توجه بیشتر پژوهشگران بوده است. توپولوژی مناسب برای تامین SPIM با سیستم دو-ولتاژ –متعامد، ارزان تر از توپولوژی اینورتر چهار-پایه است، و عملکرد بهتری در اعوجاج هارمونیکی ولتاژ خروجی را نسبت به اینورتر دو-پایه، ارایه می دهد.

این روزها، موتورهای القایی با کنترل جهت یافته میدان(FOC) ، بصورت گسترده برای بدست آوردن عملکرد دینامیکی بالا در سیستم های درایو، استفاده می شود. FOC از نظر اقتصادی عملکرد بهتری دارد. عدم تقارن SPIM، اثری مهم بر طراحی روش های کنترلی دارد. اگرچه، مدل شار استاتور، نیازمند تغییرات مناسب گوناگونی می باشد. ایراد این روش این است که سرعت روتور SPIM را باید اندازه گرفت، و این نیازمند یک سنسور سرعت می باشد. یک سیستم بدون سنسور که سرعت را به جای اندازه گیری تخمین می زند، بطور چشمگیری هزینه و پیچیدگی سیستم درایو را کاهش می دهد.

در نوشته موجود، تکنیک های زیادی برای کنترل سرعت برداری بدون سنسور درایوهای SPIM، ارایه شده اند. برخی از روش های پیشنهادی برای تخمین سرعت با استفاده از مدل ماشین که از کمیت های استاتور تغذیه می شوند، وابسته به پارامتر هستند؛ ازینرو، خطاهای پارامتر می تواند عملکرد کنترل سرعت را تضعیف کنند. در مقاله [14]، نویسندگان یک FOC روتور غیر مستقیم بدون سنسور را ارزیابی می کنند، که در آن فرکانس برداری شار روتور بطور مستقیم توسط جریان ها و ولتاژهای قابل اندازه گیری، تخمین زده می شود؛ اما وابسته به پارمترهای SPIM می باشد. روش کنترل سرعت بدون سنسور MRAS، مبنی بر مقایسه ی میان خروجی های دو تخمین زننده می باشد، درحالیکه بازهم در آن جریان ها و ولتاژهای باید اندازه گیری شوند. کنترل برداری بدون-سنسور سرعت الگوریتم MRAS در درایو موتور القایی سه-فاز، به تغییرات مقاومت حساس می باشد.

در این مقاله، ما بحثی بر روی کنترل شار-استاتور-جهت-یافته غیر مستقیم بدون سنسور سرعت (ISFOC) برای درایو SPIM را مبنی بر [مرجع 18]، ارایه می دهیم. مقاله ارایه شده [18]، کنترل سرعت بدون سنسور برای درایو موتور القایی سه-فاز را پژوهش می کند. معادلات مدل SPIM (ماشین القایی تکفاز)، پیچیده تر از معادلات مربوط به ماشین های القایی سه-فاز هستند، زیرا در آن سیم پیچ های اصلی و کمکی استاتور دارای مقاومت ها و اندوکتانس های متفاوتی می باشند. اگرچه، کاربرد کنترل جهت دادن به میدان، برای یک ماشین تکفاز، نایزمند توجهی ویژه می باشد؛ زیرا مدل ریاضی برای این نوع ماشین، همانند مدل ریاضی ماشین دو-فاز نامتقارن، می باشد. بعلاوه، از کنترل و توپولوژی های مبدل ویژه ای برای تغذیه SPIM مبنی بر سه-پایه، استفاده شده است تا اینورتر منبع ولتاژ دو-فازی را تولید کنیم که در آن مدولاسیون پهنای پالس سینوسی (PWM) اِعمال می شود.

سرعت تخمین زده شده، تنها با استفاده از اندازه گیری های جریان های سیم پیچ های اصلی و کمکی استاتور، و نیز جریان محور-q مرجع تولید شده توسط الگوریتم کنترلی، بدست می آید. یک روش تخمین سرعت ارایه شده است، تا مسایل هزینه و پیچیدگی را حل کند. نتایج شبیه سازی ها و آزمایشات، مشخصات اصلی سیستم درایو ارایه شده را نمایش می دهند. در این کار، از الگوریتم کنترل سرعت بدون سنسور، استفاده شده و تحت سرعت های نامی، کم، و صفر پیاده سازی شده است.

2. مدل SPIM

مدل دینامیک برای ماشین القایی تک-فاز در یک قالب مرجع ثابت را می توان توسط معادلات زیر، ارایه کرد:

که ، ، ، ، ، ، و ولتاژها، جریان ها، و شارهای محور d-q استاتور و روتور _با مرجع بودن استاتور (یعنی نسبت به استاتور)_ می باشند؛ ، ، ، و ، نشان دهنده اندوکتانس های خودی و متقابل استاتور و روتر می باشند؛ ، ، و نشان دهنده مقاومت های محور d-q روتور و استاتور می باشند؛ و ، ، و ، فرکانس زاویه ای روتور، گشتاور الکترومغناطیسی، و جفت قطب ها می باشند.

معادلات 1 تا 8، مدل یک ماشین دو-فاز نامتقارن را که دارای مقاومت ها و اندوکتانس های نابرابری در سیم پیچ های اصلی و کمکی هستند، نشان می دهد. این عدم تقارن، موجب یک مقدار نوسانی در گشتاور الکترومغناطیسی می شود. همانند [5] برای بدست آوردن مدل متقارن، در اینجا نیز از اندوکتانس های متقابل برای تعیین تبدیل متغیرهای استاتور، استفاده می شود. این تبدیل توسط رابطه زیر ارایه می شود:

و

که

با استفاده از معادلات 1 تا 10، مدل ریاضی جدید SPIM، با قالب مرجع استاتور را می توان توسط معادلات پیش رو توصیف کرد: