طراحی موتور جریان مستقیم بدون جاروبک به منظور کاهش گشتاور دندانه ای

صفحه 1:


صفحه 2:
پروژه پایانی کارشناسی رشته: برق گرایش قدرت عنوان پروژه: استاد راهنما: 

صفحه 3:
ts DC pee مشایه مونورهای جریان متناوب یا موتورهای سنکرون مغناطیس داثم است ۰ زیر وتور 1000 . روتور به عنوان آرمیچر می باشد و تحریک روی استاتور قرار دارد و با جنين ساختماتى ساخت يك موتور :81:88 وه و تلور اسان يك ‎gts DO pis‏ جاویک رانشان شکل ساختمان موتور 60 (بدون جاروبک 

صفحه 4:
ر 62[ بدون جاروبک با درایو ترانزیستوری سه فا فش فتوترانزیستور بر روی سطح درپوش موتور با زوایای نسبت به هم نصب شده اند . اكز نيز با مخور روتور كويل شذه أبسته | فى كيرد . سادة ترين رايظة در مو انزيستورها به ترتيب خاصى مورد تابش خاموش و روشن شدن ترانزيستورها اين است ‎OS‏ بوسيله مدار لاجيكى ترتيبى ‎٠‏ متناظر با هر فتوترانزيستور كه مورد تابش قرار مى گیرد ۰ ترانزیستور مربوطه نیز روشن گردد. فتوترانزیستورهای , و مورد تابش قرار | اند .لا ترانزیستورهای , و روشن می شوند در نتيجه ترمينايهاى (0 , (0 داراى ولتاز 6 و ترمینال ( مفتاطیسی ایجاد شده توسط این دو جریان و میدان مفناطیسی برآیند بصورت شکل ده خه‌اهد ‎ou‏ ‏رو دارای پتانسیل صفر خواهد شد . در این حالت میدا 

صفحه 5:
کموتاسیون در واقع عمل تبدیل ورودی جریان مستفیم به جریان متناوب است . در موتورهای (26) معمولی ۰ کموتاسیون به عهده کموتاتور و جاروبک است در حالیکه در موتورهای بدون جاروبک است در حالیکه در ‎eae‏ اروك 00ران این امر به عهده مدارات نیمه هادی مانند ترانزیستور و تریستور است . * ۱-قطعه () جاروبک مثبت را لمس کند. * ۲- قطعه () جارویک منفی را لمس کند. * ۳ -قطعه 0 هيج کدام از جاروبکها را لمس نکند. 

صفحه 6:
برش مقطعی موتور بدون جاروبک شکل روبرو برش مقطعی یک موتور 96 بدون جاروبک ند قار را شان می دهد که دارای سه شیار وسه دندلنه است . چون سیم پیچی هر فاز یک دندلنه سیم پیچی شده است این نوع سیم پیچی . سیم پیچی 5 كه ‎١‏ ساحتمان لین موتور ساده است ولی شكل ‎ano‏ ‏حرکت یکنواخت نخواهد بود . برای یکنواخت شدن از 0 تور شده استفاده می کنیم . لذا باید شیارها افزایش یابد . 

صفحه 7:
موتور بدون جاروبك روتور خارجى 2 شكل روبرو ساختمان يك موتور روتور خارجى ( روتور تو خالى بوده و استاتور درون لن جاسازی شده است ) که در آن از سه عدد 162 هال استفاده شده نشان می دهد . بطوریکه ملاحظه می شود استاتور آن دارای سیم بچی از دوع فاز می باشد که بصورت یک قطبی تحریک می گرده . ۱۶ از ‎IO‏ های هال برای تعیین وضعیت روتور استفاده می گردد و عملیات کلید زنی ( سوئیچینگ ) ترانزیستورها مطابة آنچه ذیلاً توضیح داده شد « در استفاده از سیستم نوری ) ميباشد. | 

صفحه 8:
كاربرد موتورهاى )136 بدون جاروبىك می شوند . همچنین امروزع با افزلیش رنج قدرت موئور موارگ مختلف کاربرد دارند و بنام سروو موتورهای 0( بدون جارویک ‎acne pte Brushless DC Servo Motors)‏ نشان ‏ می دهد موتورهای سه فاز با مدار فرمان دو قطبی موتو رس عز تال ساره و دا فرمان یک قبی موتورهای چهار فاز گاورتر الکترونیکی کارت در فشله باب ماهوق سوت و ماهی یاب موتورهای دو فاز بدون جاروبک موتور با فاصله هوایی غیر یکنواخت موتورهای دو فاز با قطب برجسته کمکی تس موتورهای بدون جاروبک 600 در وسایل صوتیِ 

صفحه 9:
شکل موتور دو فاز بدون جاروبک با قطب های کمکی برجسته که در داخل یک هواکش استفاده شده است. 

صفحه 10:
موتورهاى بدون جاروبك 1()0 در و تک ديكر از كاربردهاى موتور 8124 در كرامافون است . بطوريكه صفحه گردان آن ل و ‎eat th Se oye‏ انواع مختلفی از موتورها مورد استفاده قرار گیرد . اما در اینجا فقط نوع رایج آن مورد بررسی قرار می گیرد. 

صفحه 11:
از موانع اصلی توسعه وکازبرد موتوزهای اهنربای دائم بدون جارو کی تسبت ‎gees‏ به وزن بالا: قابلیت اطمیتان و بازده بالا عوامل مزاحمی مانند گشتاور دندانهلی و ریپل گشتاور می‌باشد. در | فصل از روش طراحی آزمایش‌های تاكوجى(1/1©11200 10651012 126110111:0613122628) براى كاهش كشتاور دندانداى بهره‌گیری شده است. برای ارزیابی موثر بودن روش ييشنهادى. مطالعه موردى روى دو نوع متفاوت از موتورهاى أهنرباى دائم انجام كرديد. نمونه اول يك موتور بدون جارويك با آهنربای دائم سطحی با ۴ قطب و ۶ شیار و نمونه دوم یک موتور بدون جاروبك با آهن رباى دائم داخلى با 4 قطب و 58 شیار می‌باشد. از بررسی فتایج می‌توان دریافت که مقدار پیک تا پیک گشتاور دندانه‌ای برای هر دو نمونه به میزان قابل قبولی کاهش یافته است. گشتاور دندانهای از تداخل بین شار مغناطیسی تولیدی روتور توسط آهنربا و تغییر زاویهای مقاومت مغناطیسی استاتور در موتورهای آهنربای دائم به وجود ميآيد. در اين نوع موتورها به علت وجود قطب‌های مغناطیس دائم روتور و استاتور آهنی, به طور طبیعی بین رتور و استاتور جاذبه وجود دارد که این جاذبه به دلیل وجود شیارهای لستاتور در زوایای مختلف متفاوت است. در قسمت‌هایی که حجم بیشتری از آهن وجود دارد. مقدار این جاذبه پیشتر و تمایل رتور برای هم خط شدن بیشتر است. در صورت بی‌توجهی به میزان دامنه این گشتاور مزاحم در «هنگام طراحی, ممکن است راهاندازی موتور به دشواری انجام شود و در صورت راهاندازی؛ حرکت موتور با ارتعاش و نویز همان باشد. 

صفحه 12:
روش طراخئ :از 3 ‎Ly aise cinch os KES 2 EMS jes Sal yp oval (oem‏ استفاده از یک ماتریس طرح‌ریزی نمود. آزمایش‌های مختلف صورت گرقت و روش‌هایی برای تحلیل نتایج به‌دست آمده‌ارلیه شد. با افزایش تعداد تر کیپات ممکن بین فاکتورهاء فیشر روش‌هلیی را برای کاهش تعداد آزمایش‌های مورد نیاز تبیین کرد. در لین آزمایش‌ها کلیه فاکتورها به طور متناسب وارد شدند. بنایلین. فیشر برای اولین بار توانست اثر چند فاکتور مختلف را به طور همزمان بررسى و تحليل كند. از مزاياى اين روش می توان به‌کاهش تعداد آزمایش‌هاء هزينه ها مان رسيدن به نقطه بهينه. امکان بررسی فاکتورهای گسسته (مانند نوع ماده به‌کار رفته و سب آمکان تخمین نتلیج در شرایط بهینه. امکان تخمین نتلیج در سطوح دلخواهه امکان ب‌دست آوردن همزمان شرلیط بهیته برای چندین پاسخ و امکان بررسی فاکتورها با سطوح مختلف اشاره کرد برنامه‌ریزی برنام‌ریزی مهمترین بخش یک طرح است که شامل مراحل زیر است: تعریف و شرح کامل مسأله شرح هدف یا اهداف آزمایش (مشخص کردن پاسخ هایی که اندازهگیری آنها مد نظر است) انتخاب متفیرهای سیستم (فاکتورها) انتخاب سطوح فاکتورها 

صفحه 13:


صفحه 14:
eat? در صورتی که یک یتح مت نظرآباشده‌به راحتی بر کیب به توجه به تأثیرات متوسط فاکتورها و نوع مشخصه کیفیت. تعیین میشود. اگر هدف بهینه کردن دو یا چند پاسخ به طور همزمان باشد. باید از تحلیل واریانس هم برای انتخاب سطوح بهینه استفاده شود. هدف از تحلیل واریانس تعیین سهم تغییرات هر فاکتور در پراکندگی کل پاسخ‌ها است. اولین مرحله در تحلیل واربانس» به‌دست آوردن مجموع مربعات هر کدام از فاکتورهاست. مقا بهدست آمده نمایانگر انحراف نتایج شبیه سازی ‎gh‏ مقدار میانگین است. ابتدا به بررسی عملکرد روش فوق روی یک موتور مغناطیس دلئم با آهنربای تم سطحی عبيردازيم. بارامترهاى طراحى لذن مویور مربوط به قس 5 آهتربا و شیارهای استاتور و طول فاصله هولیی است. نتلیج شبیهسازی شامل گشتاور دندانهای. میانگین گشتاور خروجی موتور و ریپل گشتاور خروجی موتور ارائه شده است. در قسمت دوم نیز به بررسی یک موتور مغناطیس داثم با آهنربای دلثم داخلی می‌پردازيم. بر خلاف نمونه اول: ابعاد آهنربای نمونه دوم ثلیت مانده و تفییرات تنها روی محل قرارگیری آهنرباهای دائم و ابعاد شیارهای مانع شار (داکت) صورت می گیرد. از روش طراحی آزمایش‌های تاگوچی برای تعیین چگونگی ترکیب پارامترها و ترتیب شبیه سازیها استفاده شده است. شبیهسازی‌ها نیز در نرم افزار20 ۵2۸/6۱ انجام شده است. به منظور تایید صحت نتایج, شبیه‌سازی پس از تعبین مقادیر بهینه پارامترها و اعمال تغییرات روی طراحی ‎sige‏ انجا با نتایج محاسبه شده از روش تا نتلیج شبیه‌سازی 

صفحه 15:
شماتیک موتور ‎٩۳۷‏ مورد نظر در شکل زیر نشان داده شده است.در این نوع موتور به دلیل وجود ۶ شیار. نیروی محرکه مغناطیسی تولیدی نامتقارن بوده که موجب تولید هارمونیکهای زیادی اصله هوایی میگرد مشخصات موتور مورد نظر نیز در جدول زیر آمده است. 

صفحه 16:
لین پارامتر در طراحی موتورهای سنخرون ل ‎a‏ شتا ه مشود ار این پارامتر در حالت اوليه. ‎87/١‏ است. -] اختلاف بین مراکز کمان خارجی و داخلی قطب‌های « ی ۳ مغناطيس دتم 0 3 1610 هه لین پارامتر در طراحی موتورهای سنکرون مغناطیس دلثم با , عبارت :01156 شناخته میشود و در طراحی اولیه مقدارش صفر است. با افزایش مقدار آن. شکل قطب تغییر کرده و ضخامت لبههای آن کمتر می شود. 9 مد ‎ow eo‏ -م)ارتفاع دهانه شیار با اندازه اولیه ۱ میلیمتر -آپهنای دهانه شیار با اندازه اولیه ‎٩/۱‏ میلیمتر ‎-E‏ طول فاصله هوایی با اندازه اولیه ۵/۰ میلیمتر ‎4 ‏مره‎ eK ‎ 

صفحه 17:
تاثیر فاکتورهای اصلی روی مقدار پیک تا پیک گشتاور دندانهای سس 

صفحه 18:
گشتاور دندانهای موتور در حالت اولیه (خط تیره) و بعد از پهینهسازی(خط کامل) گشتایر شدای ‎(NM)‏ 

صفحه 19:
ACA Ra Y) me سا رو سا 1 ‎ir ۳۳‏ 11 5 ‎ow 4‏ اس مقایسه ریبل قبل و پس از بهینهسازی ,= میانگین گشتاور خروجی موتور در حالت اولیه (خط 

صفحه 20:
eee