بررسی و تحلیل درایوهای تراکشن جریان مستقیم و القایی

بررسی و تحلیل درایوهای تراکشن جریان مستقیم و القایی

پیشگفتار

در گذشته بیشتر ماشین های حمل و نقل از ولتاژ DC ثابت ریل سوم بوسیله درایوهای DC تغذیه
می شدند. موتورها بوسیله کنترل کننده های نوع مقاومتی، که شتاب لازم را برای ماشین فراهم
می کردند، کنترل می شدند. این سیستم ها همچنین شامل ترمز دینامیکی برای کم کردن شتاب و شامل سیستم های ترمز سایشی جهت پشتیبانی یا تکمیل سیستم های ترمز دینامیکی می باشند.

ولی امروزه الکترونیک قدرت عامل عمده در بهبود سیستم های محرکه پیشرفته شده است. وجود عناصر نیمه هادی و تولید اینورترها باعث کاهش هزینه های راهبری شده اند. گام اول جایگزینی کنتاکتورها با مقاومت ها و بوسیله یکسو کننده های کنترل شده و چاپرهای DC جهت کنترل توان موتورهای DC بوده است. در گام دوم کاربرد موتورهای قفس سنجابی با پیشرفت اینورترهای با ولتاژ و فرکانس متغیر (VVVF) ممکن شده است. حتی در این زمینه، راه آهن به عنوان پیشگام در سیستم های الکترونیک قدرت شناخته شده است.

سیستم محرکه AC درجه بالایی از ترمز احیا کننده را با مقدار بسیار کم تجهیزات ایجاد می کند. مقدار توان احیا شده به فاکتورهای زیادی از جمله مکان ایستگاه و شدت ترافیک بستگی دارد. مطالعات رایانه ای نشان داده اند که احیای توان در سیستم های محرکه AC ، 40 تا 50 درصد در مقایسه با ماشین های معادل که با کنترل کننده های مقاومتی و ترمز دینامیکی کار می کنند بیشتر می باشد.

در نتیجه در حال حاضر اهداف طراحان، سازندگان و استفاده کنندگان سیستم های تراکشن الکتریکی بر اساس قابلیت اطمینان حداکثر، دسترسی آسان، حداقل سرویس و نگهداری و ... همگی با لوکوموتیوهای مدرن با تراکشن القایی تحقق یافته است. در واقع رسیدن به این هدف ناشی از موارد زیر می باشد

الف) امکان استفاده از موتورهای تراکشن القایی ساده و محکم.

ب) الکترونیک قدرت و کنورترهای مدرن .

پ) کنترل و نظارت میکروپروسسوری قوی و خیلی سریع.

این پایان نامه به بررسی و تحلیل درایوهای تراکشن جریان مستقیم و القایی می پردازد.

امید است گردآوری این مجموعه سرآغاز مطالعات و تحقیقات بیشتر در این زمینه گردد.

فصل اول

کشش الکتریکی

برای بررسی خصوصیات روشهای مختلف محرک لوکوموتیو، ابتدا باید مشخصات حرکتی (Synematic Characteristics) لوکوموتیوها در حالت کلی بررسی شود و سپس روشهای مناسب برای ایجاد آن مشخصات حرکتی انتخاب گردد.

در این فصل، ابتدا معادلات حرکتی و دینامیکی ( Synematic & Dynamic Equations ) حاکم بر قطار بدست آمده و در نهایت ویژگیهای موتورهای الکتریکی لکوموتیو در حالت ایده آل نتیجه خواهد داد.

1-1) تعیین مشخصات حرکتی قطار

همانطور که می دانید، برای تعیین نحوة حرکت قطارها در هر مسیر از راه آهن، از یک جدول زمانبندی (Time Table) استفاده می شود که دارای سه بعد: 1- شمارة قطار، 2- مسافت قطار، 3- زمان
می باشد. از طرفی‌تعیین جدول زمانبندی یک مسیر نیازمند‌ دانستن دو دسته اطلاعات برای هر قطار است.

دسته اول شامل اطلاعات مربوط به لحظات خارج بودن قطار از مسیر هستند مانند: زمان توقف در هر ایستگاه (Dwell Time) ، زمان تعویض مسیر ( Time Shunting) و ... که با توجه به طراحی اولیه معلوم فرض می شوند.

دسته دوم شامل اطلاعات مربوط به لحظات حرکت قطار در مسیر هستند که از حل معادلات حرکتی قطار بدست می آیند. برای حل این معادلات، باید در هر لحظه نیروهای وارد بر قطار را که شامل نیروی کششی (Tractive Effort) قطار، نیروی مقاوم (Drag Resistance) یا نیروی کند کننده قطار و نیروی ترمزگیری (Braking Effort) یا متوقف کنندة قطار هستند، تعیین شوند. در ادامه به محاسبه این نیروها می پردازیم.

1-1-1) نیروی محرک قطار

به طور کلی نیروی محرک قطار، تابع نوع موتورهای کششی (Traction Motors) موجود در لکوموتیو و سیستم کنترل آنها بوده و مشخصه این نیرو توسط کارخانه سازنده برای هر نوع لکوموتیو بصورت منحنی نیروی کششی بر حسب سرعت قطار تعیین می گردد.

شکل (1-1) منحنی نیروی کششی F بر حسب سرعت V یک لکوموتیو را نشان می دهد. همانطور که می بینید این منحنی شامل دو ناحیه است. در ناحیه اول نیروی محرک زیاد و بطور تقریباً ثابتی از لحاظ راه اندازی تا سرعت پایه (Base Speed) به لکوموتیو اعمال می شود، بنحویکه سرعت قطار با شتابی زیاد و بصورت تقریباً ثابتی افزایش یابد. در ناحیه دوم که قطار دارای سرعتی بیش از سرعت پایه است، نیروی محرک قطار با افزایش سرعت، کاهش می یابد، بنحویکه حاصلضرب آنها که همان توان مکانیکی قطار است تقریباً ثابت بماند.

....

:::::::::::::::::::::::::::::::::::::::::::::::::::

فهرست مطالب:

پیشگفتار ۱

فصل اول ۳
کشش الکتریکی ۳
۱-۱) تعیین مشخصات حرکتی قطار ۴
۱-۱-۱) نیروی محرک قطار ۵
شکل (۱-۱) منحنی نیروی کششی F بر حسب سرعت V لکوموتیو ۶
۱-۱-۲) نیروی مقاوم قطار ( Train Resistance ) 6
شکل (۲-۱) اثر مقاومت شیب بر روی سرعت قطار ۷
۱-۱-۳) نیروی ترمز گیری قطار ۱۰
شکل( ۳-۱) منحنی نیروی ترمز گیری قطار شامل ترمزگیری الکتریکی و مکانیکی در سرعتهای مختلف ۱۲
۱-۱-۴) محاسبه منحی سرعت بر حسب زمان ۱۲
شکل (۴-۱) منحنی های سرعت بر حسب زمان و نیروی محرک بر حسب سرعت قطار ۱۴
ناحیه ۳ از لحظه t2 تا t3 : 14
۱-۲) تعیین مشخصات موتورهای کششی ۱۵
۱-۲-۱) مشخصه گشتاور &ndash سرعت موتورهای الکتریکی ۱۶
شکل (۶-۱) منحنی گشتاور باز دارنده الکتریکی بر حسب سرعت ۱۷
۱-۲-۲) عملکرد موازی ۱۸
۱-۲-۳) نوسانهای ولتاژ ۱۸
۱-۲-۴)محدودیت وزن وحجم ۱۸
فصل دوم: ۲۰
موتورهای تراکشن جریان مستقیم ۲۰
تاریخچه سیستم های حمل و نقل الکتریکی DC 20
۲-۲) موتور جریان مستقیم با تحریک موازی ۲۲
شکل (۱-۲) مشخصه گشتاور الکتریکی و جریان آرمیچر بر حسب سرعت موتور تحریک موازی ۲۳
۲-۳) موتورهای جریان مستقیم با تحریک مجزا ۲۴
۲-۳-۱) معادلات ماشین جریان مستقیم با تحریک مجزا ۲۵
شکل (۲-۲) مدل ماشین تحریک مجزا با فرض خطی بودن مشخصه مغناطیسی ۲۵
در زیر به نحوه ی کنترل موتور در دو ناحیه مذکور می پردازیم: ۲۶
الف) ناحیه اول موتوری ۲۶
۲-۳-۳) کنترل ماشین جریان مستقیم با تحریک مجزا درحالت ژنراتوری ۲۸
الف) ناحیه اول ژنراتوری ۲۸
شکل (۵-۲) منحنی مشخصه های ژنراتور در حالت توان ثابت در ناحیه اول ۳۰
شکل (۶-۲) منحنی مشحصه های ژنراتور در حالت گشتاور ثابت در ناحیه اول ۳۱
ب) ناحیه دوم ژنراتوری ۳۲
ج) ناحیه سوم ژنراتوری ۳۲
شکل (۷-۲) منحنی مشخصه های ماشین در ناحیه دوم ژنراتوری ۳۳
شکل (۸-۲) منحنی مشخصه های ماشین در ناحیه سوم ژنراتوری ۳۳
۲-۴) موتور جریان مستقیم با تحریک سری ۳۳
۲-۴-۲) کنترل ماشین جریان مستقیم با تحریک سری در حالت موتوری ۳۶
در زیر بنحوه کنترل موتور در دو ناحیه موتوری می پردازیم. ۳۶
الف) ناحیه اول موتوری ۳۶
ب) ناحیه دوم موتوری ۳۶
شکل (۱۰-۲) منحنی مشخصه های ماشین سری در ناحیه اول موتوری ۳۷
شکل (۱۱-۲) مقاومت قابل تنظیم برای کنترل ماشین در ناحیه دوم موتوری ۳۷
شکل (۱۲-۲) منحنی مشخصه های ماشین سری در ناحیه دوم موتوری ۳۸
۲-۴-۳) کنترل ماشین جریان مستقیم با تحریک سری در حالت ژنراتوری ۳۸
نحوه کنترل ژنراتور در سه ناحیه مذکور می پردازیم: ۳۹
ناحیه اول ژنراتوری ۳۹
شکل (۱۴-۲) منحنی مشخصه های ماشین سری در ناحیه اول ژنراتوری در حالت گشتاور ثابت ۴۰
ناحیه دوم ژنراتوری ۴۰
ناحیه سوم ژنراتوری ۴۱
فصل سوم: ۴۳
مدارهای کنترل سیستم های تراکشنن جریان مستقیم ۴۳
شکل (۳-۳) یک نمونه مدار کنترل موتور سری با استفاده از چاپر به عنوان منبع تغذیه ورودی ۴۸
شکل (۴-۳) یک نمونه مدار کنترل ماشین سری با قابلیت بازیابی انرژی ۴۹
فصل چهارم: ۵۶
ملاحظات کاربردی در سیستم های ۵۶
۴-۱) تاریخچه سیستم های حمل و نقل الکتریکی AC 56
۴-۲) مقایسه کاربرد موتورهای القایی قفسه سنجابی با انواع دیگرسیستم های کشنده ۵۸
۴-۲-۱) مقایسه با موتور DC 58
۱) سرعتهای زیاد : ۵۸
۲) مقاومت و قابلیت بالا و هزینه نگهداری و تعمیرات کم : ۵۸
۳) گشتاور یکنواخت بالا با قابلیت اضافه بار ذاتی : ۵۸
۴) نسبت توان به وزن بالا: ۵۹
۵) قابلیت ترمز احیا کننده ذاتی : ۵۹
۶) مشخصه گشتاور &ndash سرعت تند (Hteep ) : 59
۷) عملکرد پایدار با اتصل موازی : ۵۹
۴-۲-۲) مقایسه با موتور سنکرون : ۶۰
جدول (۱-۴) مقایسه موتور القایی با موتور سنکرون ۶۰
۴-۳-۱) ایجاد گشتاور در موتور القایی سه فاز ۶۲
شکل(۱-۴)مدار معادل تکفاز موتور القایی ۶۴
شکل(۴-۴) منحنی گشتاور- سرعت در فرکانس و ولتاژ ثابت ۶۹
۴-۳-۵) عملکرد فرکانس متغیر ۷۲
شکل (۷-۴) منحنی های گشتاور لغزش در نسبت ثابت ( هرتز/ ولت) ۷۳
شکل (۸-۴) ناحیه های مختلف منحنی گشتاور &ndash سرعت با منبع تغذیه فرکانس متغیر &ndash ولتاژ متغیر ۷۴
شکل (۹-۴) ارتباط بین فرکانس &ndash ولتاژ در ماشین القایی ۷۴
۴-۳-۷)عملکرد HP ثابت (Constant-Horse Power) 75
فصل پنجم ۷۸
طراحی و مقادیر نامی موتور و اینورتر در سیستم های تراکشن القایی ۷۸
مشخصه های مورد نظر سیستم تراکشنن الکتریکی مناسب بدین صورت خلاصه می شود: ۸۴
الف) چگالی گشتاور بالا [N.m/kg] ، چگالی توان بالا [Kw/Kg]، کمترین ابعاد. ۸۴
ب) ناحیه توان ثابت وسیع، کمترین توان ظاهری اینورتر [KVA]. 84
پ) راندمان بالا. ۸۴
۵-۲-۲) معیار طراحی موتور ۸۸
ب) نسبت طول رتور به قطر رتور ۸۹
جدول (۱-۵) تأثیر نسبت طول به قطر رتور بر مشخصه های موتور ( P.U.) 89
جدول (۲-۵) تأثیر تعداد شیارهای استاتور بر مشخصه های موتور (P.U. ) 90
ت) ضخامت فاصله هوایی ۹۱
جدول (۳-۵) تأثیر ضخامت فاصله هوایی بر مشخصه های موتور (P.U. ) 91
ث) همانطور که گفته شد، یک وسیله نقلیه الکتریکی اغلب در ناحیه تضعیف میدان کار می کند ۹۱
جدول (۵-۵) مقایسه بین پارامترهای دو موتور: طرح معمولی و طرح مخصوص ۹۴
۵-۳) فاکتورهای احیا کنندگی (Regeneration Factors) 95
۵-۴) بررسی نمونه عملی ۹۸
فصل ششم ۱۰۳
درایوهای تراکشن اینورتری پیشرفته و کنترل آنها ۱۰۳
۶-۱) سیر تکامل درایو AC در سیستم های تراکشن ۱۰۳
۶-۲) درایوهای تراکشن موتور القایی ۱۰۵
شکل (۱-۶) درایوهای تراکشن با موتورهای سه فاز ۱۰۶
۶-۲-۲) درایوهای تراکشن اینورتر منبع جریان تغذیه DC 108
شکل (۴-۶) وضعیت های حلقه DC یک درایو اینورتر منبع جریان ۱۱۱
شکل (۵-۶) اینورتر منبع ولتاژ مدار قدرت و شکل موج ها ۱۱۳
شکل (۶-۶) مدار قدرت یک فاز اینورتر NPC سه سطحی را نشان می دهد ۱۱۵
شکل (۶-۶) اینورتر منبع ولتاژ سه سطحی NPC- مدار قدرت و جدول سوئیچینگ ۱۱۶
۶-۲-۴) درایوهای تراکشن VSI تغذیه AC مبدل پالس ۱۱۶
۶-۲-۶-۱) PWM موج مربعی(Square &ndash Wave PWM) 120
شکل( ۹-۶) شکل موج های ورودی و خروجی مقایسه کننده یک اینورتر PWM موج مربعی ۱۲۰
۶-۲-۶-۲) PWM سینوسی (Sinusoidal PWM) 122
شکل (۱۱-۶) روش مدولاسیون برای قطار Eurostar 124
شکل(۱۲- ۶) سیستم کنترل کننده جریان PWM در حالت کلی ۱۲۶
شکل (13-6) اینورتر PWM با کنترل جریان
پیوست ۱ ۱۲۹
مقایسه سیستم های محرک انواع لوکوموتیو و انتخاب سیستم مناسب برای حمل و نقل ریلی ۱۲۹
پیوست ۲ ۱۳۳
داده های مربوط به موتورهای کششی ۱۳۴
منابع

خرید فایل

پایان نامه تحلیل رفتاری مغناطیسی ماشین القایی تحت ولتاژ هارمونیکی

پایان نامه تحلیل رفتاری مغناطیسی ماشین القایی تحت ولتاژ هارمونیکی

چکیده:

به یک سیستم الکتریکی که قادر است سازگار با دیگر سیستم های الکتریکی انجام وظیفه کند و تداخلی در کار آنها ایجاد نکند و یا مستعد چنین وضعیتی نباشد «سازگار الکترومغناطیسی» با محیط اطلاق می شود. سازگاری الکترومغناطیسی یک موتور القایی از دو دیدگاه مطرح است. یکی اثر اختلال زای میدان مغناطیسی ناشی از آن در محیط پیرامون و دیگری سوء عملکرد آن که در اثر وجود منابع اختلالات الکترومغناطیسی ناشی از تجهیزات الکتریکی همچون «هارمونیک ها» ایجاد می شود. با استعمال روزافزون ادوات و تجهیزات الکتریکی و نیز مصرف تصاعدی انرژی الکتریکی این منابع الکترومغناطیسی مزاحم نیز افزایش یافته است. در این پایان نامه سازگاری الکترومغناطیسی موتور القایی، از دو دیدگاه یاد شده با استفاده از تحلیل اجزای محدود مورد بررسی قرار می گیرد. در حوزه دیدگاه اول، میدان های مغناطیسی پیرامون یک موتور القایی با مدلسازی سه بعدی موتور، محاسبه می گردد و با نوع دوبعدی آن مورد مقایسه قرار می گیرد. در حوزه دیدگاه دوم، یک مدل مناسب جهت تحلیل موتور القایی تغذیه شونده از ولتاژ غیر سینوسی معرفی می گردد. مزیت مدل فوق الذکر سادگی و دقت آن است. در انتها پایخ مدل پیشنهاد شده در حالات مختلف مورد بررسی قرار می گیرد.

مقدمه:

سازگاری الکترومغناطیسی یک موتور القایی از دو دیدگاه مطرح است. یکی اثر اختلال زای میدان مغناطیسی ناشی از آن در محیط پیرامون و دیگری سوء عملکرد آن که در اثر وجود منابع اختلالات الکترومغناطیسی ناشی از تجهیزات الکتریکی همچون «هارمونیک ها» ایجاد می شود.

در عمل وجود تجهیزات و عناصر با مشخصه غیرخطی و بخصوص ادوات الکترونیک قدرت در بخش های مختلف تولید، انتقال و مصرف موجب پیدایش اعوجاجات هارمونیکی در شکل موج های سینوسی جریان و ولتاژ در شبکه قدرت می شود و این اعوجاجات متاسفانه اثر نامطلوبی روی موتورهای الکتریکی که در صنایع به طور وسیعی مورد استفاده است، دارد.

نیاز به دقت بیشتر و بیشتر در طراحی و تحلیل ماشین های الکتریکی، استفاده از مدل های عددی جهت تعیین میدان های الکتریکی و مغناطیسی را ترویج داده است. به دلیل ساختار هندسی پیچیده ماشین و مشخصه های غیرخطی مواد بکار رفته در آن در بسیاری از موارد تنها روش حل عددی امکان پذیر است.

فصل اول

کلیات

با استعمال روزافزون ادوات و تجهیزات الکتریکی و نیز مصرف تصاعدی انرژی الکتریکی منابع الکترومغناطیسی مزاحم نیز افزایش یافته است.

بررسی آثار مخرب این منابع بر روی عملکرد تجهیزات الکتریکی مجاور نیز اهمیت بسزایی برخوردار است. ادوات الکترونیکی و کامپیوترهای شخصی امروزه در کلیه کارخانه ها و مجتمع های صنعتی مورد استفاده قرار می گیرد به طوری که سیستم های الکترونیکی اندازه گیری، حفاظتی و کنترلی به سرعت جایگزین تجهیزات مشابه مکانیکی و الکترومکانیکی می شوند. این موضوع تحت عنوان «سازگاری الکترومغناطیسی» که به صورت مختصر شده با EMC نیز بیان می گردد، مورد نظر بوده و ضرورت شناخت چگونگی عملکرد تجهیزات الکتریکی در کنار یکدیگر را بیش از پیش مطرح می سازد.

سازگاری الکترومغناطیسی یک موتور القایی از دو دیدگاه مطرح است. یکی اثر اختلال زای میدان مغناطیسی ناشی از آن در محیط پیرامون و دیگری سوء عملکرد آن که در اثر وجود منابع اختلالات الکترومغناطیسی ناشی از تجهیزات الکتریکی همچون «هارمونیک ها» ایجاد می شود.

در عمل وجود تجهیزات و عناصر با مشخصه غیرخطی و بخصوص ادوات الکترونیک قدرت در بخش های مختلف تولید، انتقال و مصرف موجب پیدایش اعوجاجات هارمونیکی در شکل موج های سینوسی جریان و ولتاژ در شبکه قدرت می شود و این اعوجاجات متاسفانه اثر نامطلوبی روی موتوهای الکتریکی که در صنایع به طور وسیعی مورد استفاده است، دارد.

نیاز به دقت بیشتر و بیشتر در طراحی و تحلیل ماشین های الکتریکی، استفاده از مدل های عددی جهت تعیین میدان الکتریکی و مغناطیسی را ترویج داده است. به دلیل ساختار هندسی پیچیده ماشین و مشخصه های غیرخطی مواد بکار رفته در آن در بسیاری از موارد تنها روش حل عددی امکان پذیر است. روش اجزاء محدود (FEM) روشی عددی است که برای این منظور مناسب است. این روش در سال 1940 پیشنهاد شد، اما برای اولین بار 10 سال بعد در زمینه طراحی های مرتبط با دانش هوانوردی و تحلیل سازه بکار گرفته شد. پس از گذشت سال ها، روش اجزای محدود به طور گسترده ای در تقریبا تمام مسائل فیزیک و ریاضی به کار گرفته شد. این روش قادر است تخمین خوبی از تحلیل عملکردی وسائل الکترومغناطیسی ارائه کند.

خرید فایل

پایان نامه کنترل مستقیم گشتاور موتور القایی تغذیه شده بوسیله سلول فتوولتائیک

پایان نامه کنترل مستقیم گشتاور موتور القایی تغذیه شده بوسیله سلول فتوولتائیک

چکیده

در این پروژه سرعت یک موتور القایی با استفاده از روش کنترل مستقیم گشتاور (DTC) کنترل شده، که تغذیه اینورتر آن مستقیما از سلول های فتوولتائیک تامین شده است. همچنین در ادامه به منظور بهبود پاسخ گشتاور و کاهش خطای سرعت از منطق فازی برای طراحی کنترلر سرعت مورد نیاز در کنترل مستقیم گشتاور، بهره گرفته ایم. روش کنترل مستقیم گشتاور دارای پاسخ گشتاور بسیار سریع بوده و در مقابل تغییرات بار ناگهانی بسیار مقاوم عمل می کند، به همین دلیل این روش انتخاب گردیده است. از طرفی با توجه به توسعه سلول های فتوولتائیک به عنوان یک منبع انرژی نو و پاک، استفاده از آن ها مدنظر قرار گرفته است. همچنین با توجه به توانایی منطق فازی در حل مسائل پیچیده و نادقیق، و به منظور بهبود عملکرد کنترل سرعت موتور القایی از منطق فازی نیز برای طراحی کنترلر سرعت استفاده شده است. نتایج برای بارها و سرعت های مختلف بررسی گردیده و بهبود قابل ملاحظه ای را در پاسخ گشتاور و کاهش خطای سرعت نشان می دهند. همچنین اثر شدت نور و دما در عملکرد سلول های فتوولتائیک تغذیه کننده اینورتر موتور القایی، نیز بررسی شده است.

مقدمه

موتور القایی به دلیل ساختار ساده و هزینه تعمیرات و نگهداری بسیار کم، یکی از پرکاربردترین محرکه های الکتریکی در صنعت می باشد. کنترل سرعت و گشتاور جزء مباحث لاینفک موتورهای القایی محسوب می شود. یکی از این روش های کنترل سرعت، کنترل مستقیم گشتاور بوده که دارای پاسخ گشتاور بسیار سریعی می باشد و همچنین در برابر تغییرات بار ناگهانی نیز مقاوم است. در کنترل مستقیم گشتاور از یک اینورتر استفاده می شود که به وسیله یک منبع DC تغذیه می شود. در گذشته تماماً این منابع DC از طریق باتری یا یکسو کردن ولتاژ AC حاصل می شد. در این پروژه از یک آرایه فتوولتائیک به عنوان منبع DC تغذیه کننده اینورتر استفاده شده است، و تاثیر شدت نور و دما بر عملکرد سیستم کنترلی بررسی گردیده است. نتایج این تحقیق نشان می دهد با پیشرفت تکنولوژی سلول های فتوولتائیک و تولید توان های بالا می تواند برای راه اندازی و کنترل موتور القایی بدون نیاز به برق متناوب مفید باشد. باید توجه داشت در این پروژه آرایه فتوولتائیک به همراه یک کنترلر برای ردیابی حداکثر توان (MPPT) استفاده شده است. شایان ذکر است در عمل معمولاً یک باطری برای تامین جریان راه اندازی موتور به کار گرفته می شود.

همچنین در کنترل مستقیم گشتاور عموماً از یک کنترلر PI برای کنترل سرعت استفاده می شود. در کنترلر PI افزایش و کاهش سرعت فرمان باید به صورت شیب به سیستم اعمال شود تا پاسخ بهترین داشته باشیم. در این پروژه از یک کنترلر فازی برای بهبود کنترل سرعت استفاده شده است.

کنترلر فازی خطای سرعت را، در تغییرات ناگهانی سرعت مرجع بهبود بخشیده است. همچنین پاسخ گشتاور نیز سریعتر شده است. خطای سرعت و پاسخ گشتاور در سرعت ها و بارهای مختلف برای مقایسه دو کنترلر آورده شده اند.

در فصل اول روش کنترل مستقیم گشتاور توضیح داده شده است. فصل دوم سلول های فتوولتائیک را شرح می دهد. در فصل سوم منطق فازی بیان گردیده و فصل آخر نیز به ارائه نتایج شبیه سازی می پردازد.

خرید فایل

پایان نامه بررسی رفتار ماشین القایی روتور سیم پیچی شده کنترل شده با سیکلوکانورتر

پایان نامه بررسی رفتار ماشین القایی روتور سیم پیچی شده کنترل شده با سیکلوکانورتر

مقدمه:

سالهاست که نیاز به کنترل توان الکتریکی سیستمهای گرداننده موتور الکتریکی و کنترل صنعتی وجود داشته است. این نیاز به توسعه سیستم دارد. لئونارد منجر گشت تا ولتاژ dc متغیری برای کنترل گرداننده های موتورهای dcبدست آید.

الکترونیک قدرت ترکیبی از قدرت،الکترونیک و کنترل است. کنترل به بررسی مشخصه های دینامیک و حالت پایدار سیستمهای با حلقه بسته می پردازد. قدرت، وسایل قدرت استاتیک و گردنده که در تولید، انتقال و توزیع توان الکتریکی بکار گرفته می شود بررسی می کند. الکترونیک، مدارها و وسایل پردازشگر یا پردازنده سیگنالها را بررسی می کندکه برای بدست آوردن هدفهای کنترلی مطلوب مورد استفاده قرار می گیرند. الکترونیک قدرت را می توان بصورت کاربرد های الکترونیک حالت جامد در کنترل و تبدیل توان الکترکی نیز تعریف کرد.

عناصر الکترونیک قدرت:

در مدارهای کنترل موتور چند نوع وسیله نیمه هادی مورد استفاده قرار می گیرد مهمترین اینها عبارتند از:

1- دیود 2-تریستوردو سیمه( یا دیود PNPN) 3- تریستورسه سیمه( یکسوساز کنترل شده سیلیسیومی (SCR) ) 4- تریستوربا گیت خاموش شونده(GTO) 5- دایاک 6- تریاک 7- ترانزیستور قدرت ( PTR) 8- ترانزیستور دو قطبی با گیت مجزا شده ( IGBT)

انواع مدارهای الکترونیک قدرت:

جهت کنترل توان الکتریکی یا تغییر توان ، تبدیل توان الکتریکی از یک شکل به شکل دیگر لازم است و مشخصات کلید زنی عناصر قدرت اجازه چنین تبدیلاتی را می دهد. مبدلهای استاتیک قدرت این تبدیلات توان را انجام می دهند.

مدارهای الکرونیک قدرت را می توان در شش گروه طبقه بندی کرد:

یکسو کننده های دیودی

مبدلهای ac بهdc ( یکسوکننده های کنترل شونده )

مبدلهای ac بهac ( کنترل کننده های ولتاژ ac )

مبدلهای dc بهdc ( چاپرهای dc )

پیشگفتار

فصل1: الکترونیک قدرت

1-1مقدمه----------------------------------------------------

2-1 عناصر الکترونیک قدرت-----------------------------------

3-1انواع مدارهای الکترونیک قدرت-----------------------------

فصل2 : موتورهای القایی

1-2مقدمه----------------------------------------------------

2-2مدار معادل موتورهای القایی---------------------------------

3-2مشخصات کارایی------------------------------------------

4-2 مشخصه گشتاور-سرعت موتور القایی-----------------------

5-2 روشهای کنترل دور موتور القایی----------------------------

5-2-1کنترل ولتاژ استاتور--------------------------------------

5-2-2کنترل ولتاژ روتور----------------------------------------

5-2-3کنترل فرکانس------------------------------------------

5-2-4کنترل ولتاژ و فرکانس------------------------------------

6-2مدار معادل هارمونیک موتور القایی---------------------------

7-2مدارهای معادل تقریبی برای محاسبات جریان هارمونیکی-------

8-2جریانهای هارمونیک----------------------------------------

فصل 3 : سیکلوکانورتر(مبدل فرکانس)

مقدمه--------------------------------------------------- 1-3

2-3 نحوه عملکرد مبدل کاهنده فرکانس-------------------------

3-3سیکلوکانورتر تکفاز----------------------------------------

4-3 عملکرد گروه مسدود--------------------------------------

5-3انواع سیکلو کانورتر----------------------------------------

1-5-3سیکلوکانورتر پوش--------------------------------------

6-3 ویژگیهای سیکلوکانورتر------------------------------------

7-3بررسی عملکرد یک موتور القایی روتور سیم پیچی شده

دو سو تغذیه ای(WRIM) در اتصال با سیکلوکانورتر-----------------

1-7-3بازده و ضریب توان برحسب ولتاژ بار-----------------

2-7-3شکل موجهای ولتاژ و جریان------------------------------

8-3 خصوصیات سیکلوکانورتر در شرایط هدایت ناپیوسته----------

9-3اثرات اندوکتانس منبع بر عملکرد سیکلوکانورتر---------------

10-3واکنش شبکه در برابر سیکلوکانورتر------------------------

1-10-3ضریب توان--------------------------------------------

11-3روابط مداری سیکلوکانورتر--------------------------------

12-3مزایا و معایب سیکلوکانورتر--------------------------------

فصل4 : اینورترهای با مدولاسیون پهنای پالس

مقدمه--------------------------------------------------- 1-4

2-4دسته بندی اینورترها---------------------------------------

1-2-4اینورتر تکفاز باسر وسط----------------------------------

2-2-4اینورتر پل تکفاز-----------------------------------------

3-2-4اینورتر پل سه فاز----------------------------------------

3-4 قدرت برگشتی اینورتر-------------------------------------

4-4مقایسه سیکلوکانورتر با اینورتر-----------------------------

فصل 5 : درایوهای کنترل کننده توان لغزش

1-5مقدمه:----------------------------------------------------

کنترل دور موتور القایی روتور سیم پیچی شده 2-5

بکمک سیستم بازیافت انرژی لغزشی: --------------------------------

3-5درایو کرامر استاتیک---------------------------------------

4-5دیاگرام فازوری عملکرد درایو-------------------------------

1-4-5بهبود ضریب توان درایو کرامر استاتیک--------------------

5-5درایو شربیوس استاتیک------------------------------------

1-5-5مد 1: حالت موتوری زیر سنکرون-------------------------

2-5-5مد2: حالت موتوری فوق سنکرون------------------------

3-5-5مد3: حالت مولدی زیر سنکرون-------------------------

4-5-5 مد 4: حالت مولدی فوق سنکرون------------------------

6-5هارمونیک و گشتاورهای هارمونیکی--------------------------

خرید فایل

پایان نامه بررسی اثر هارمونیکها بر موتورهای القایی سه فاز

پایان نامه بررسی اثر هارمونیکها بر موتورهای القایی سه فاز

مقدمه

از دیر باز مسئله هارمونیک ها و تلفات ناشی از آنها مورد توجه بوده است .هارمونیکها در دهه 1920 هنگامیکه شکل موجهای تغییر یافته در خطوط انطقال مشاهده شد تشخیص دهده شدند.در آن هنگام موضوع اصلی تاثیر هارمونیکها در ماشینهای سنکرون و القایی سیمهای ارتباطی (تلفن)و خازنهای قدرت بودند.

نتیجه بعضی از تحقیقات آن زمان در مورد یک خط انتقالkv220و400کیلو متری و همچنین یک موتور القایی به شرح زیر می باشد:

- چنانچه ولتاژ خط هادی 7درصد هارمونیک سوم باشد ولتاژ انتهای خط در حالت بی باری دارای 53درصد هارمونیک سوم خواهد بود.

- هارمونیک سوم در انتهای خط در بار کامل از 53درصد به 29درصدکاهش پیدا می کند.

در صورت وجود هارمونیک ضریب قدرت در طرف ژنراتور خط انتقال برابر 848% می باشد (در حالیکه بدون وجود هارمونیک ضریب قدرت 96% می باشد.).

- در طرف مصرف کننده (وقتی که خط ولتاژ انتقال دارای هارمونیک است)ضریب قدرت برابر 82/0 میباشد.در حالیکه توسط دستگاههای اندازه گیری 75/0 اندازه گیری می شود.

- برای یک موتور القایی که در سال 1930 ساخته شده است هارمونیکها باعث لرزش و سروصدای زیادی شده اند.

- توان ورودی و همچنین جریان روتور با تغییر مقادیر هارمونیکها تغییر می کردند.

- همین امر باعث گردیده مطالعاتی در زمینه بررسی اثرات کاهش و حذف هارمونیکها انجام شود.

قسمتی از متن

اصولا هارمونیک های ایجاد شده توسط بارهای غیر خطی می توانند بر دیگر بارهای مرتبط در محل اتصال تاثیر زیادی بگذارند. اعوجاج های ولتاژی که توسط اعوجاجهای جریان ایجاد می شود تابعی از امپدانس سیستم ومیزان جریان اعوجاج یافته است . بنابرایناگر امپدانس سیستم کم باشد اعوجاج ولتاژ ناجیز خواهد بود.

اصولا اعوجاج ولتاژ دو اثر اصلی باقی می گذارد :

- گرم شدن اضافی ماشینها

- خرابی بانک های خازنی

هارمونیک های جریان دارای اثرات متفاوتی می باشند , وقتی هارمونیک جریان زیاد باشد ودر یک مسیر موازی با سیستم های مخابراتی قرار داشته باشد باعث ایجاد تداخلات می گردد. میزان تداخلات بستگی به مسیر و اندازه هارمونیک دارد . همچنین هارمونیک جریان باعث ایجاد تلفات اضافی سر گردان در ترانسفوماتورها می گردد و تلفات را در خطوط افزایش می دهد . وسائل اندازه گیری موجود در سیستم های قدرت در این حالت دارای خطای اندازه گیری می شوند.

فهرست

عنوان

فصل اول

مقدمه

سریهای فوریه

منابع هارمونیکها

اثرات هارمونیکها بر تجهیزات

اثرات هارمونیکها بر خازنها

اثر هارمونیکها بر لامپهای روشنایی و المانهای حرارتی

اثر هارمونیکها بر کلیدها

اثر هارمونیکها بر عایقها

اثر هارمونیکها بر فیوزها

اثر هارمونیکها بر سیستمهای مخابراتی

فصل دوم (ماشینهای ACچند فازه )

مقدمه

مدار معادل موتورالقایی

معادل گشتاور

پخش توان در روتور

دیاگرام فازوری

هارمونیکهای mmfشکاف هوایی

موجهای mmfزمانی هارمونیکها

موجهای mmfمکانی هارمونیکها

دامنه هارمونیکهای mmf

هارمونیکهای مولفه های مثبت منفی و صفر

رفتار هارمونیکی موتورهای AC

مدار معادل هارمونیک

جریانهای هارمونیک

تلفات مسی استاتور

تلفات مسی روتور

تلفات هارمونیکی هسته

راندمان موتور

گشتاورهای هارمونیک ساکن

گشتاورهای هارمونیک ضربانی

فصل سوم(فیلترهای ها رمونیک)

مقدمه

تعدیل خروجی یکسوساز

فیلتر کردن خروجی اینورتر

فیلترهای خط AC

نتیجه

ضمیمه 1

ضریب توزیع

سیم بندی گام کوتاه و تاثیر آن در ضریب گام

ضمیمه 2

هارمونیکهای شیار در ماشینهای AC

مراجع

خرید فایل

بررسی و تحلیل درایوهای تراکشن جریان مستقیم و القایی

در گذشته بیشتر ماشین های حمل و نقل از ولتاژ DC  ثابت ریل سوم بوسیله درایوهای DC  تغذیه می شدند. موتورها بوسیله کنترل کننده های نوع مقاومتی، که شتاب لازم را برای ماشین فراهم می کردند، کنترل می شدند. این سیستم ها همچنین شامل ترمز دینامیکی برای کم کردن شتاب و شامل سیستم های ترمز سایشی جهت پشتیبانی یا تکمیل سیستم های ترمز دینامیکی می باشند. ولی امروزه الکترونیک قدرت عامل عمده در بهبود سیستم های محرکه پیشرفته شده است. وجود عناصر نیمه هادی و تولید اینورترها باعث کاهش هزینه های راهبری شده اند. گام اول جایگزینی کنتاکتورها با مقاومت ها و بوسیله یکسو کننده های کنترل شده و چاپرهای DC  جهت کنترل توان موتورهای DC  بوده است. در گام دوم کاربرد موتورهای قفس سنجابی با پیشرفت اینورترهای با ولتاژ و فرکانس متغیر (VVVF) ممکن شده است. حتی در این زمینه، راه آهن به عنوان پیشگام در سیستم های ...

رویکرد تک فازی در طراحی آزمایش و عملکرد یک نازل دوسیاله القایی

...

پروژه درایو دور متغیر یا کنترل VSD برای موتورهای القایی – مهندسی مکانیک

توضیحات : با افزایش کاربرد موتورهای القایی در صنعت بحث کنترل این موتورها اهمیت ویژه های پیدا کرده است. درایو الکتریی در موتورهای الکتریکی عبارت است سیستمی که سرعت و گشتاور یک موتور الکتریکی را کنترل می‌کند. درایو VFD یک سیستم برای کنترل کردن سرعت چرخش یک موتور AC با کنترل کردن فرکانس تغذیه اعمال شده به موتور الکتریکی است…     فهرست مطالب : درایو دور متغیر یا کنترل VSD برای موتورهای القاییاینورتر چیست؟انواع اینورتر از نظر ورودی کدامندانواع اینورتر از نظر کاربرد کدامند؟مزایای استفاده از اینورتر چیست؟اینورتر چگونه مصرف برق را کاهش می دهد؟کدام اینورتر کیفیت دارد؟معرفی درایو یا اینورترکاهش هزینه برق مصرفیکاهش جریان راه اندازیامکان ایجاد فشار ثابت در کاربرد پمپ هااز دیدگاه علمیفلسفه مبناعملکرد موتورخانه سرمایش با طرح شبکه ایصرفه جویی در انرژی در سیستم شبکه ایمزایای استفاده ...

دانلود تحقیق بهینه سازی مصرف انرژی در واحدهای ذوب با کوره های القایی

پس از شوک نفتی سال 1973 کشورهای پیشرفته ی صنعتی مجبور شدند تا به مساله انرپی که نیروی محرکه صنعت و رفاه اجتماعی آنها بود به شکل جدی تری بنگرند.شاید یکی از دلایل به وجود آمدن آژانس بین المللی انرژی د رسال 1974 به رهبری کشور آمریکا که به تنهایی یک چهارم کل انرژی مصرفی جهان را مصرف می کند نیز ناشی از این مساله باشد.یکی از وظایف این آژانس تهیه و تدوین برنامه های ذخیره سازی انرژی برای کشورهای عضو بود که در چهار چوب موارد ذیل ارایه می شود.1.    کاهش شدت انرژی2.    جایگزینی سوخت مقرون به صرفهکاهش انرژی بری محصولات مصرف کننده ی انرژیدر علم اقتصاد مشخص شده است که یک ارتباط مستقیم بین مصرف انرژی سرانه با تولید نا خالص سرانه و رشد اقتصادی و رفاه و استاندارد زندگی وجود دارد. اولین گام از حرکت کمیته بهره وری انرژی به سوی بهینه سازی مصرف ،اجرای یک متولوژی سیستماتیکی تحت عنو ...

دانلود تحقیق راه اندازی موتورهای القایی

لینک و پرداخت دانلود * پایین مطلب *   فرمت فایل : word ( قابل ویرایش )   تعداد صفحه :   21         فهرست راه اندازی موتورهای القایی نصب و راه اندازی موتورهای استارتر نصب و راه اندازی انواع اینورتورها  روشهای مختلف راه اندازی موتورهای آسنکرون روشهای راه اندازی موتورهای سنکرون     و ...       مقدمه مانطوری که می دانید ، راه اندازی موتورهای القایی در صنعت از اهمیت ویژه ای برخوردار است. به خصوص این که امروزه استفاده از راه اندازهای الکترونیکی مانند راه اندازهای نرم - کنترلر های سرعت بسیار مرسوم شده است و لازم است علاقه مندان و کارشناسان این رشته روشهای کنترل و راه اندازی موتورها را به شیوه های کلاسیک به دیده فراموشی بسپارند و به فراگیری روشهای بروز بپردازند.   ...