شبیه سازی ماشین القایی سه فاز در قاب abc


مقدمه :

امروز میخواهیم شبیه سازی ماشین القایی را در قاب abc انجام دهیم . در این قاب بر خلاف قاب dq مقادیر اندوکتانس ها ثابت نبوده و متغیر هستند. به عبارت دیگر در قاب abc برای ماشین القایی (آسنکرون) ماتریس اندوکتانس متقابل استاتور-رتور متغیر با θ است.

گرچه استفاده از یک ماشین القائی به عنوان یک موتور یا ژنراتور امکان پذیر است اما کاربرد آن به صورت ژنراتور معایب زیادی در بر دارد و بیار بندرت در این حالت به کار برده میشود.به همین دلیل ماشین های القائی معمولا به موتور های القائی اطلاق میگردد.

یک موتور القائی از لحاظ فیزیکی استاتوری مشابه با یک موتور سنکرون دارد اما ساختمان رتور آن متفاوت است.دو نوع رتور موتور القائی وجود دارد که در داخل استاتور قرار داده میشوند.یکی به رتور قفس سنجابی یا به صورت ساده رتور قفسه ای موسوم است و دیگری به رتور سیم پیچی شده معروف است.

در حالت کلی میتوان گفت در یک موتور القایی یک دستگاه ولتاژ سه فاز به استاتور وارد شده و دستگاه جریان سه فاز در استاتور جاری میشود.این جریان ها میدان مغناطیسی گردانی تولید کرده(بدلیل سه فاز بودن و شکل خاص سیم پیچ ها) و این میدان مغناطیسی چرخان از روی میله های رتور عبور میکند و ولتاژ در آن ها القا میشود.

 

تفاوت های قاب abc و dq :

 

1- در قاب abc برخلاف قاب dq ماتریس های اندوکتانس متغیر با مکان هستند و ثابت نیستند.

2-محاسبات در قاب dq به مراتب ساده تر از قاب abc است.

3-به دلیل حضور متغیر های dc در قاب dq ، میتوان به سادگی کنترل کننده ی PID برای موتور در این قاب طراحی کرد.

4-در ماشین القایی در قاب dq میتوان گشتاور را تنها با استفاده از iqs و شار مستقل از ids کنترل کرد.

5-در قاب dq اگر مشکلی برای PLL(حلقه قفل فاز) بوجود آید ، ممکن است سیستم به درستی کار نکند.

 

معادلات و متغیر های لازم :

ماتریس مقاومت استاتور و رتور : 

این دو ماتریس ماتریس های قطری هستند.

ماتریس اندوکتانس استاتور :

ماتریس اندوکتانس رتور :

ماتریس اندوکتانس متقابل استاتور و رتور :

موقعیت θr  :

همانطور که در شکل زیر دیده میشود منظور از θr زاویه بین فاز A رتور و استاتور است.

انتقال پارامتر های رتور به سمت استاتور :

به دلیل آنکه مرسوم است معادلات ولتاژ ماشین به سمت استاتور بیان شوند ، ما نیز معادلات قبل را با در نظر گرفتن نسبت تعداد دور استاتور و رتور به سمت استاتور منتقل میکنیم.

 

معادلات جریان ، ولتاژ و شار پیوندی انتقال یافته :

معادله گشتاور در قاب abc :

همچنین گشتاور الکتریکی در فرمول زیر نیز صادق است :

که در فرمول بالا ، J ، همان اینرسی رتور در حالتی است که بر روی شفت موتور القایی بار اعمال میکنیم.

 

مقادیر اولیه استفاده شده در این شبیه سازی :

مقادیر پریونیت شده و مورد استفاده در این پروژه به شکل زیر میباشند.

مقاومت رتور Rr = 0.6

مقاومت استاتور Rs = 0.7

اندوکتانس نشتی رتور  Llr =2.93 mh

اندوکتانس نشتی استاتور Lls = 2.93 mh

اندوکتانس مگنتایزینگ Lms = 58.43 mh

تعداد دورهای رتور و استاتور Ns=Nr=1

ولتاژ فاز های a و b و c رتور : Var=Vbr=Vcr=0 (به دلیل قفس سنجابی در نظر گرفتن ماشین القایی)

تعداد قطب های موتور : p=4

ولتاژ هر فاز استاتور : 220*(2/3)√

گشتاور خروجی موتور :

گشتاور بار اعمالی دلخواه :
سرعت رتور بر حسب دور بر دقیقه ( rpm ):

[hm_project_media]
بخش دانلود : 

 

شبیه سازی های متلب

dqاندوکتانس متغیر با مکانشبیه سازیقاب abcگشتاورگشتاور بارماتریس مقاومت

دیدگاهتان را بنویسید