Skip to main content
SUPERVISOR
Sayed Morteza Saghaian nejad esfahani
سیدمرتضی سقائیان نژاداصفهانی (استاد راهنما)
 
STUDENT
Sayed Amir Hashemi
سیدامیر هاشمی

FACULTY - DEPARTMENT

دانشکده مهندسی برق و کامپیوتر
DEGREE
Master of Science (MSc)
YEAR
1391

TITLE

Introducing a Method forMeasurement of Switched Reluctance Motor Characteristics without Using Rotor Clamping Device
: Switched Reluctance Motor (SRM) possesses many merits, such as simple structure, low manufacturing cost, high torque and high reliability. In recent years, due to increasing cost of magnets, Permanent Magnet (PM) motors lose their economic advantages in some applications, therefore SRMs are becoming an attractive candidate. But, SRM has some disadvantages which restrict its wide usage. Torque ripple and need for position sensors are the main drawbacks. Torque ripples cause acoustic noise and produce vibration in motor structure and its nearby devices. Position Sensors are almost expensive, and reduce the reliability of the drive system. Nowadays, there are many methods to overcome these problems, but these methods almost require motor characteristics. Most of practical methods for obtaining motor characteristics need a device to clamp the rotor in specific angles. These devices, increasing the cost and cannot be used while the motor is in service. Due to manually fix of clamping device, these methods cannot be done automatically, therefore eliminating rotor clamping device is an effective step to design SRM universal drives which can automatically obtain motor characteristics. In this thesis, a new method to obtain motor characteristic without using a clamp device is introduced. The proposed method is based on this fact that mechanical time constant of the motor is greater than the electrical time constant. Consequently, under special condition in the traditional method, rotor can leave free and not clamped. First, the proposed method is analyzed assuming there is a position sensor in the drive system. One of the most challenging subjects of the proposed method is determining rotor angle changes during operation and its impact on flux profile accuracy. For this purpose in the second stage, five methods are engaged to calculate the rotor angle movement before or after operation. To ensure the quality and accuracy of the proposed method, a simulation is done on a 4kW 8/6 SRM four-phase and an 80W 12/8 three-phase SRM. The results of this simulation indicate that rotor movement and flux error are too small and can be neglected. Also rotor movement calculation methods show reasonable results for predicting and calculating rotor angle changes. To verify these results, an SRM drive is implemented and a practical experiment is done on these two motors. Finally, a comparison is done between the proposed method and traditional methods. Keywords: Switched Reluctance Motor (SRM), Flux Linkage Measurement, Obtaining Motor Characteristics, Rotor Clamping Devices, Position Sensor
ویژگی برجسته موتورهای سوئیچ رلکتانس چگالی گشتاور بالا، قابلیت اطمینان بالا و قیمت ارزان آن هاست. در سال های اخیر به دلیل گران شدن قیمت آهنربا، موتورهای مغناطیس دائم توجیه اقتصادی خود را برای استفاده در برخی کاربردها از دست داده اند و این موضوع گرایش صنعتگران و محققان را به سمت موتورهای سوئیچ رلکتانس بیشتر کرده است. با این حال وجود برخی مشکلات در استفاده از این موتور، کاربرد وسیع آن را با محدودیت روبرو کرده است. وجود نوسانات شدید در گشتاور خروجی این موتور و نیاز به حسگرهای موقعیت برای درایو آن، از عمده ترین مشکلاتی است که به آن ها می‌توان اشاره نمود. نوسانات گشتاور سبب ایجاد لرزش و نویز صوتی می شود و حسگرهای موقعیت، قیمت نسبتاً بالایی دارند و قابلیت اطمینان مجموعه را نیز کاهش می دهند. در سال های اخیر راهکارهای فراوانی برای حل یا کاهش تأثیرات این مشکلات معرفی شده است. اما پیش‌نیاز مشترک اغلب این روش ها داشتن مشخصه ی کامل و دقیقی از موتور است. اغلب روش های عملی بدست آوردن مشخصه موتور، نیازمند ابزاری برای قفل رتور در زوایای مشخصی هستند. این ابزارها قیمت مجموعه را افزایش می دهند؛ همچنین استفاده از آن ها در هنگامی که موتور در سرویس باشد، امکان پذیر نیست. به علت این که قفل کردن رتور غالباً توسط اپراتور انجام می شود، امکان پیاده سازی این روش ها به صورت تمام اتوماتیک نیز وجود ندارد. از این رو حذف ابزار قفل رتور، می تواند گامیمؤثر در بدست‌آوردن مشخصه‌ی موتور، و در نتیجه، ساخت درایو های تمام اتوماتیک و همه منظوره باشد. در این پایان نامه روشی جدید برای بدست آوردن مشخصه موتور بدون استفاده از ابزار قفل رتور معرفی شده است. روش ارائه شده بر مبنای این واقعیت بنا شده است که ثابت زمانی الکتریکی موتور سوئیچ رلکتانس، بسیار کوچکتر از ثابت زمانی مکانیکی آن است، در نتیجه امکان حذف ابزار قفل رتور در روش های سنتی مانند روش اعمال ولتاژ مستقیم در شرایط ویژه ای وجود دارد. در ابتدا،با فرض وجود حسگر موقعیت و سپس با فرض عدم وجود این حسگر، روش پیشنهادی مورد مطالعه قرار گرفته‌است. یکی از چالش برانگیزترین بخش های روش پیشنهادی این است که رتور در حین آزمایش به چه میزان چرخش انجام می دهد و این چرخش به چه میزان در دقت روش تأثیرگذار است. برای بررسی این موضوع، پنج روش پیشنهاد شده که امکان پیش بینی و محاسبه میزان چرخش رتور را پیش از انجام آزمایش و پس از آن فراهم می کند. به منظور حصول اطمینان از صحت عملکرد روش پیشنهادی و روش های محاسبه میزان چرخش رتور، دو موتور نمونه چهارکیلووات و هشتادوات مورد بررسی قرار گرفته اند. نتایج شبیه سازی این دو موتور نشان می دهد که در روش پیشنهادی بدون استفاده از ابزارهای قفل رتور، میزان خطای ایجاد شده، بسیار کوچک بوده و قابل صرف نظر کردن است، همچنین نتایج شبیه سازی نشان داد که روش های پیشنهادی برای محاسبه میزان چرخش رتور نیز امکان محاسبه این میزان چرخش را با دقت مناسبی دارا هستند. علاوه بر بررسی روش پیشنهادی، مقایسه ای نیز بین این روش با روش سنتی و دیگر روش های مشابه نیز انجام شده است. در انتها با ساخت یک درایو سوئیچ رلکتانس و پیاده سازی روش پیشنهادی بر روی آن، نتایج عملی بر روی دو موتور نمونه بدست آمد. این نتایج عملی نیز مؤید کیفیت مناسب روش پیشنهادی برای بدست آوردن مشخصه موتور سوئیچ رلکتانس است. کلمات کلیدی: 1- موتور سوئیچ رلکتانس 2- بدست آوردن مشخصه 3- ابزار قفل رتور 4- حسگر موقعیت

ارتقاء امنیت وب با وف بومی