کنترل مستقیم گشتاور موتور ترکیبی آهنربای دائم - هیسترزیس سنکرون

موتورهای هیسترزیس از جمله موتورهای سنکرونی هستند که همانند موتورهای القائی دارای گشتاور راه-اندازی هستند اما به خاطر ساختار خاص و جنس روتور، گشتاور این موتورها ناچیز است. این موتورها در کاربردهایی که به گشتاور نرم مورد نیاز است مورد استفاده قرار می گیرند. از طرف دیگر موتورهای آهنربای دائم سنکرون به دلیل به کار رفتن مواد آهنربای دائم قوی در ساختار روتور، دارای گشتاور و توان بالایی بوده و در بسیاری از کاربردهای سرعت متغیر با بهره بالا مورد استفاده قرار گرفته اند. اما این موتورها فاقد گشتاور راه اندازی بوده و از لحاظ پایداری نیز ضعیف می باشند. به منظور بهره بردن توأمان از مزایای هر دو موتور هیسترزیس و آهنربای دائم از ترکیب این دو موتور، موتوری به نام موتور هیسترزیس – آهنربای دائم سنکرون بوجود خواهد آمد که هم گشتاور بالایی داشته و همچنین دارای گشتاور راه اندازی می باشد. در کاربردهای سرعت متغیر، روش های کنترل پیشرفته فرکانس نظیر کنترل v?f ثابت و کنترل برداری امروزه برای طیف وسیعی از موتورها به کار گرفته شده اند. برای موتور هیسترزیس- آهنربای دائم سنکرون هم روش کنترل برداری ارائه گردیده است. اما مشکلات روش کنترل برداری از جمله وابستگی زیاد به پارامترهای مدل موتور، حلقه های کنترلی زیاد و حساسیت به تغییرات پارامترها برای موتور هیسترزیس – آهنربای دائم سنکرون، استفاده از آن را مشکل نموده است. در این پژوهش جهت غلبه بر مشکلات روش های کنترل v?f ثابت و کنترل برداری مورد استفاده در درایو موتورهای هیسترزیس – آهنربای دائم سنکرون، از روش کنترل مستقیم گشتاور برای کنترل سرعت این موتور استفاده شده است. بر این مبنا ابتدا براساس خصوصیات موتور و مدل های موتورهای هیسترزیس و آهنربای دائم، مدار معادل الکتریکی موتور و مدار معادل مغناطیسی آن استخراج می گردد سپس معادله های دینامیکی موتور با در نظر گرفتن اثرات پدیده هایی چون فوکو استخراج می شود و سپس معادله حالت برای شبیه سازی ارائه می گردد و کنترل مستقیم گشتاور و شار درایو موتور سه فاز تغذیه شونده با یک اینورتر سه فاز شش کلیدی از نوع مدولاسیون بردار فضایی بررسی می گردد. نتایج شبیه سازی با تحلیل های نظری عملکرد موتور هیسترزیس- آهنربای دائم سنکرون در حالت های ماندگار و گذرا مطابقت کامل دارد. نشان می دهد عملکرد صحیح دینامیکی موتور هیسترزیس – آهنربای دائم سنکرون با روش کنترل مستقیم گشتاور حاصل می گردد.