وبلاگ

با توجه به اینکه موتورهای الکتریکی جایگاه ویژه ای در صنعت برق دارند، بنابراین رقابت زیادی بین انواع مختلف ماشین ها وجود دارد. موتورهای AC سه فاز برای کاربردهای صنعتی مناسب هستند اما در این میان، ماشین های چندفاز (با تعداد فازهای بیشتر از سه) با وجود پیچیدگی زیاد نسبت به موتورهای سه فاز، کاربردهای زیادی دارند. زیرا در جاهایی که مزیت های ویژه مانند: نوسانات گشتاور کم، پایین بودن هارمونیک های جریان لینک DC، کاهش هارمونیک های جریان روتور و قابلیت اطمینان بالا، مدنظر باشد، پیچیدگی زیاد این ماشین را در مقایسه با ماشین سه فاز توجیه می کند. یکی از کاربردهای مناسب برای این ماشین ها، موارد جریان بالا است مانند وسایل نقلیه الکتریکی، نیروی محرکه کشتی یا لوکوموتیو. به طور کلی برای کاربردهای توان بالا از موتورهای چندفاز استفاده می شود. بنابراین ساده سازی و بهینه کردن محرکه این ماشین از اهمیت زیادی برخوردار است. در این میان، ماشین القایی شش فاز یکی از پرکاربرد ترین نوع از ماشین های چندفاز است. که در بسیاری از مقالات و تحقیقات مورد مطالعه قرار گرفته است.
با توجه به قالب بندی سیم پیچی های استاتور، ماشین القایی شش فاز را می توان به دو دسته تقسیم کرد:
موتور القایی شش فاز متقارن که فاصله مکانی بین دو فاز متوالی استاتور برابر p/3 بوده و با فرض سینوسی بودن توزیع سیم پیچی ها، هردو سیم پیچی استاتور و روتور، شش فاز در نظر گرفته می شود. سیم پیچی های استاتور این ماشین معمولاً به صورت ستاره به یک نقطه نول مشترک وصل می شوند.

موتور القایی شش فاز نامتقارن که در واقع شکل خاصی از ماشین شش فاز است دارای دو سیم پیچی سه فاز در استاتور است که به اندازه 30 درجه الکتریکی باهم اختلاف فاز داشته و نقطه نول دو سیم پیچی مجزا از هم می باشد در حالی که روتور این ماشین قفسه ای بوده و همان روتور استفاده شده در ماشین القایی سه فاز می باشد. این ماشین در مقالات متعدد با نام های مختلفی مورد بحث قرار گرفته است که در این پایان نامه با نام ماشین القایی دوبل استاتور معرفی می گردد.
در یک ماشین القایی سه فاز، عملکرد مولفه اصلی شار و هارمونیک های پنجم و هفتم جریان باعث تولید هارمونیک ششم گشتاور می شود. در ماشین القایی دوبل استاتور هارمونیک ششم گشتاور، توسط دو سیم پیچی سه فاز تولید می شود که همدیگر را خنثی می کنند بنابراین فرکانس نوسانات گشتاور از 6 به 12 برابر فرکانس اصلی می رسد. علاوه بر مزایای ماشین های چندفاز که پیش تر اشاره شد، مزیت عمده ماشین القایی دوبل استاتور بیشتر به دلیل مجزا بودن دو سیم پیچی استاتور است چون در حالت رخداد خطا در یکی از سیم پیچی های استاتور، سیم پیچی دیگر می تواند به راحتی به کار خود ادامه دهد که این مزیت موجب افزایش قابلیت اطمینان سیستم می شود. نیاز به دو اینورتر سه فاز و پیچیدگی بیشتر از معایب این سیستم به شمار می رود.
از آنجایی که جریان های نامی کلیدهای قدرت، مستقیماً با تعداد فازها کاهش می یابد، بنابراین افزایش تعداد کلیدهای قدرت هزینه اضافی چندانی تحمیل نمی کند. اما در مقابل، هزینه و پیچیدگی سیستم با افزایش تعداد سنسورهای جریان، مدارهای آتش، مدارهای کمکی و غیره افزایش می یابد، بنابراین کاهش هزینه ماشین چندفاز به وسیله کاهش تعداد سنسورهای جریان بدون تاثیر در عملکرد سیستم یک هدف مهم می باشد. در این پایان نامه سه موضوع کلیدی بررسی می شود: 1) مدل دینامیکی ماشین که به روش کلاسیک و تجزیه به فضای برداری می باشد. 2) چگونگی کاهش تعداد سنسورهای جریان و نحوه انتخاب جریان های فاز و روش های کنترل جریان در کنترل برداری موتور القایی دوبل استاتور. 3) روش مدولاسیون پهنای پالس (PWM) تزریق کننده توالی صفر دوبل که به دلیل سادگی و بهتر بودن نتایج، استفاده شده است. هدف اصلی در این پایان نامه، کاهش تعداد سنسورهای جریان، در کنترل برداری موتور القایی دوبل استاتور است بدون اینکه تاثیر زیادی در عملکرد محرکه ماشین داشته باشد و همچنین چگونگی جبران سازی نامتعادلی در حالت دو سنسور جریان بحث شده است.