Skip to main content
SUPERVISOR
سیدمرتضی سقائیان نژاداصفهانی (استاد راهنما) جین آاو (استاد مشاور) مهدی معلم (استاد مشاور)
 
STUDENT
Milad Dowlatshahi
میلاد دولتشاهی

FACULTY - DEPARTMENT

دانشکده مهندسی برق و کامپیوتر
DEGREE
Doctor of Philosophy (PhD)
YEAR
1387

TITLE

Proposing a Novel Torque Sharing Functions for Minimizing Torque Ripples and Copper Loss in Switched Reluctance Motors
Torque pulsation mechanism and highly nonlinear magnetic characterization of switched reluctance motors (SRM) lead to unfavorable torque ripple compared with the most electric machines. One of the most valuable methods in torque-ripple minimization is torque sharing functions (TSFs). In this method, reference torques for incoming and outgoing phases under the commutation region defined so that the total torque remains at constant level. In this dissertation, previous works in TSFs investigated, compared and peer-reviewd. Since the most effective region for TSFs are limited to the low-speed applications, a modification method will be proposed to enhance constant torque region which capable to be applied on each TSFs. Moreover, an analytic and invertible function will be introduced to consider nonlinear and magnetic saturation effects based on motor phase current and rotor position. Taking this analytic function into account and solving the minimization problem for copper losses, a family of TSFs will be achived. Minimizing of copper losses due to the incoming and outgoing phase currents will be considered using accumulative constant weights in the objective function. Finaly, selecting the optimum weight values will be discussed for different speed region as well as the performance comparison with the conventional TSFs. Experimental results will be introduced to validate the effectiveness of the proposed methods. Keywords Switched Reluctance Motor, Torque-Ripple Minimization, Magnetic Saturation Effect, Copper Loss Reduction
کاربرد موتور سوئیچ رلوکتانس در صنعت با توجه به قدمت آن بسیار محدود بوده و عملکرد غیرخطی مغناطیسی و عدم وجود مدل‌های دقیق تحلیلی برای آن از جمله موانع گسترش کاربردهای این موتور است. نوسانات گسسته گشتاور تولیدی در این موتور و بهره‌برداری در ناحیه‌ی اشباع مغناطیسی سبب‌شده تا ارتعاشات مکانیکی و صوتی در مقایسه با اکثر موتورهای الکتریکی قابل ملاحظه باشد. یکی از روش‌های کنترل گشتاور و کاهش نوسانات آن استفاده از توابع اشتراکی گشتاور(Torque Sharing Functions) است. در این روش، گشتاور هر فاز طبق تابع از پیش تعریف‌شده به گونه‌ای کنترل می‌شود تا مجموع گشتاورهای تولیدی فازهای تحت کموتاسیون ثابت و برابر با گشتاور مرجع باشد. در این رساله، ضمن بررسی کارهای گذشته در مورد انواع توابع اشتراکی گشتاور، هر یک از توابع مرسوم مورد تحلیل، بررسی و مقایسه قرار گرفته‌اند. از آنجا که محدوده‌ی عملکرد موثر برای این روش کنترل گشتاور محدود به سرعت‌های کم است یک روش اصلاحی به منظور افزایش سرعت و پیاده‌سازی بر همه توابع اشتراکی گشتاور معرفی شده‌است. در ادامه، تابعی تحلیلی و معکوس‌پذیر به منظور مدل‌سازی رفتار غیرخطی گشتاور بر حسب زاویه‌ی روتور و جریان فاز ماشین پیشنهاد‌شده که در این تابع مدل اشباع مغناطیسی نیز درنظر گرفته‌شده‌است. با استفاده از تابع معرفی‌شده، خانواده‌ای از توابع اشتراکی گشتاور بر اساس بهینه‌سازی تلفات و کنترل همزمان نوسانات گشتاور پیشنهادشده و محدوده‌ی عملکرد هر یک مورد بررسی و مقایسه قرار گرفته‌اند. بهینه‌سازی مذکور با قید برایند گشتاور تولیدی موتور برابر با گشتاور مرجع بصورت تحلیلی بررسی‌شده و ضرایب وزنی جمع‌شونده برای وزن‌دهی به کمینه‌کردن تلفات در فاز وارد و خارج‌شونده درنظر گرفته شده است. در نهایت، رفتار این خانواده از توابع اشتراکی گشتاور پیشنهادی بر اساس ضرایب وزنی بررسی و با یکدیگر مقایسه‌شده و نحوه‌ی انتخاب ضرایب وزنی بهینه برای محدوده سرعت‌های متفاوت توضیح داده‌خواهدشد. سپس، نتایج حاصل‌شده از توابع اشتراکی گشتاور متداول از نقطه نظر شاخص نوسانات گشتاور، میزان تلفات اهمی و محدوده‌ی سرعت دارای عملکرد موثر مقایسه‌شده و اثر تغییر گشتاور و سرعت بار در آن‌ها بررسی خواهد‌شد. به منظور بررسی صحت و اعتبارسنجی، روش ارائه‌شده پیاده‌سازی عملی شده و نتایج حاصل از آن ارائه شده‌اند. کلمات کلیدی: 1- موتور سوئیچ رلوکتانس 2-کاهش نوسانات گشتاور 3-اثر اشباع مغناطیسی 4-کاهش تلفات اهمی

ارتقاء امنیت وب با وف بومی