در این پایان نامه ابتدا ماشین های سنکرون مغناطیس دائم مورد بررسی قرار گرفته اند. کنترل ماشین های PMSM به علت نیاز به داشتن حسگرهای با دقت بالا که گرانقیمت می باشند و همچنین محدودیت هایی را در زمینه شرایط استفاده (حسگرها در محیط های پر گرد و غبار و همچنین محیط های با رطوبت بالا کارایی لازم را ندارند علاوه بر این موجب افزایش حجم و قیمت تمام شده سیستم محرکه می شوند و قابلیت اطمینان سیستم را پایین می آورند) به وجود می آورند دشوار است و استفاده از روش های بدون حسگر به شدت احساس می شود. کنترل بدون حسگر مزایای زیادی دارد که می توان به کاهش قیمت سیستم محرکه و بالا رفتن قابلیت اطمینان و کاهش نسبت حجم به قدرت موتور اشاره نمود. در این پروژه انواع مختلف روش های کنترل بدون حسگر معرفی شده و از بین آنها روش های بر پایه مشاهده گرها به علت دارا بودن مزایای بیشتر انتخاب شده و برای یک سیستم محرکه با موتور سنکرون مغناطیس دائم شار محوری پیاده سازی شده اند. مدل ریاضی موتور شبیه سازی شده و یک سیستم کنترلی برای سرعت و جریان انتخاب شده تا موتور را با حداکثر گشتاور در کوتاه ترین زمان به حالت ماندگار با مشخصات سرعت و گشتاور مرجع اعمال شده برساند. دو الگوریتم فیلتر در این پروژه مورد بحث قرار گرفته که عبارتست از الگوریتم کالمن بسط داده شده و الگوریتم کالمن Unsected و ایندو بعد از اعمال به موتور نتایج دینامیکی و حال ماندگار مناسبی از خود نشان داده اند و در انتها مقایسه دقیقی با استفاده از شاخص های مختلف ارائه شده است و نکات قدرت و ضعف هرکدام به روشنی بیان شده است.
مقدمه:
در دهه های اخیر با کشف مواد مغناطیس دائم جدید ماشین های مغناطیس دائم در محرکه های با سرعت متغیر اهمیت ویژه ای پیدا کرده اند. این ماشین ها به علت راندمان بالا و قابلیت کار در سرعت های کم و زیاد کاربردهای ویژه ای در صنایع پیدا کرده اند و به هیمن سبب بحث کنترل آنها بسیار مورد توجه قرار گرفته است. موتورهای مغناطیس دائم شار محوری نیز از جمله موتورهایی می باشد که به علت خواص ویژه مورد توجه بسیار قرار گرفته اند که می توان به ساختار با قطر زیاد و طول کم آن اشاره نمود که آنها را برای کار در خودروهای الکتریکی بسیار ایده آل می سازد. همچنین به علت قطر زیاد می توان آنها را در تعداد قطب های زیاد ساخت که دستیابی به سرعت های کم را امکان پذیر می سازد و در کاربردهای بدون جعبه دنده می تواند بسیار مفید واقع گردند. این ماشین ها برای کار در حالت ماندگار و سرعت های متغیر نیازمند حسگرهای تشخیص دهنده سرعت و موقعیت روتور برای تولید فرمان آتش کلیدهای منبع تعذیه فرکانس متغیر می باشند. حسگرها ابزارهای حساس و گرانقیمتی هستند و علاقه مندی زیادی به حذف آنها وجود دارد. در این پروژه پیاده سازی دو روش با استفاده از مشاهده گر، انجام گرفته و از روی شبیه سازی های انجام گرفته نتایج به دست آمده مورد تحلیل و بررسی قرار خواهد گرفت. روند انجام پروژه به این صورت می باشد که در فصل اول روش های مختلف کنترل بدون حسگر به طور خلاصه بررسی شده و در فصل دوم نحوه مدلسازی یک ماشین سنکرون مغناطیس دائم شار محوری به طور مفصل بیان شده و روابط مربوطه به دست آمده است و این مدل در نرم افزار MATLAB/Simulink شبیه سازی شده و با اعمال یک ولتاژ سه فاز به استاتور آن و ثبت ورودی ها و خروجی های موتور صحت مدل به دست آمده مورد ارزیابی قرار گرفته است. در فصل سوم با استفاده از مدل موتور به دست آمده در فصل دوم بحث مفصلی در مورد کنترل کننده سرعت و جریان انجام شده و یک کنترل کننده مناسب انتخاب و پیاده سازی شده است و به این ترتیب سیستم محرکه به موتور اضافه شده و محرکه با استفاده از حسگرهای سرعت و موقعیت (یعنی همان سرعت و موقعیت اندازه گیری شده از مدل موتور) راه اندازی شده و کارایی آن مورد ارزیابی قرار گرفته است. و در فصل چهارم با حذف اندازه گیری های سرعت و موقعیت و استفاده از الگوریتم فیلتر کالمن و اندازه گیری از جریانها و ولتاژهای ماشین سرعت و موقعیت لحظه ای موتور تخمین زده شده و به طور موفقیت آمیزی در کنترل کننده مورد استفاده قرار گرفته است. نتیجه گیری های انجام گرفته از روی نتایج به دست آمده از شبیه سازی ها در انتهای فصل چهارم و فصل پنجم آورده شده است.
شامل 124 صفحه فایل pdf
