• شماره ركورد
    34132
  • پديد آورنده

    علي حدادي

  • عنوان
    طراحي و شبيه سازي روش كنترل زاويه شار به منظور افزايش بازده در موتورهاي القايي
  • مقطع تحصيلي
    كارشناسي ارشد
  • رشته تحصيلي
    الكترونيك قدرت و ماشين هاي الكتريكي
  • سال تحصيل
    1401
  • تاريخ دفاع
    1404/06/30
  • استاد راهنما
    دكتر داود عرب خابوري
  • استاد مشاور
    -
  • دانشكده
    برق
  • چكيده
    اين پژوهش با هدف بررسي جامع و تحليل روش‌هاي مختلف بهينه‌سازي تلفات در موتورهاي الكتريكي، به‌ويژه در زمينه سيستم‌ها و روش­هاي كنترلي انجام گرفته‌است. با توجه به اهميت روزافزون كاهش تلفات انرژي در سامانه‌هاي الكترومكانيكي و افزايش بازدهي عملكردي آن‌ها، شناخت دقيق روش‌هاي كنترلي مؤثر بر كاهش تلفات از اهميت بالايي برخوردار است. در گام نخست، مباني نظري مرتبط با تلفات انرژي در موتورهاي الكتريكي مورد بررسي قرار گرفته و انواع مختلف تلفات شامل تلفات مسي، تلفات آهني، تلفات مكانيكي مورد تحليل قرار گرفته‌اند. سپس روش‌هاي كنترلي مؤثر در كاهش اين تلفات، شامل روش‌هاي قديمي مانند كنترل برداري و كنترل مستقيم گشتاور و همچنين روش‌هاي نوين مانند كنترل پيش‌بين مبتني بر مدل، به عنوان بستري براي به­كارگيري بهينه­سازي­ها، بررسي شده‌اند. در اين تحقيق، تلاش شده‌است تا با تحليل پژوهش‌هاي انجام‌شده در سال‌هاي اخير، نقاط قوت و كاستي‌هاي هر روش به‌صورت مقايسه‌اي ارزيابي شود و ضرورت ارائه روش‌هاي تركيبي و دقيق‌تر براي كنترل موتورهاي القايي تبيين گردد. در ادامه، يك روش كنترلي مبتني بر كنترل زاويه شار به‌عنوان راهكاري نوين براي كاهش تلفات در موتور القايي طراحي، شبيه‌سازي و پياده‌سازي شده‌است. اين روش با بهره‌گيري از مدل ديناميكي دقيق موتور، امكان كنترل بهينه وضعيت شار در موتور را فراهم ساخته و در نتيجه، تلفات ناشي از اشباع مغناطيسي و جريان‌هاي گردابي به‌طور محسوسي كاهش يافته‌اند. شبيه‌سازي‌هاي انجام‌شده در محيط MATLAB/Simulink نتايج رضايت‌بخشي از كارايي اين روش در بهبود پاسخ ديناميكي و كاهش مصرف انرژي ارائه داده‌اند. افزون بر اين، يك ساختار پيشرفته از كنترل پيش‌بين مبتني بر مدل توسعه داده شده‌است كه در آن، زاويه شار به‌عنوان يك متغير كنترلي جديد وارد ساختار كنترل شده‌است. اين روش كه به‌صورت ترتيبي و مرحله‌به‌مرحله پياده‌سازي شده، با بهره‌گيري از مدل پيش‌بيني‌شده سيستم و محدوديت‌هاي عملياتي، توانسته است عملكرد كنترلي سيستم را بهبود بخشد و كنترل دقيق‌تري بر روي پارامترهاي حياتي مانند گشتاور و شار اعمال نمايد. يكي از مزاياي بارز اين روش، افزايش انعطاف‌پذيري و دقت در تنظيم متغيرهاي كنترلي است كه در نهايت به كاهش بيشتر تلفات و عملكرد قابل‌اطمينان‌تر در شرايط كاري مختلف منجر شده‌است. نتايج آزمايشگاهي و تحليل‌هاي انجام‌شده در اين پژوهش، مؤيد اثربخشي روش‌هاي ارائه‌شده در مقايسه با روش‌هاي قديمي كنترل موتور القايي مي‌باشد. در نهايت، اين پژوهش نشان مي‌دهد كه تركيب رويكردهاي نوين در كنترل زاويه شار با ساختارهاي پيشرفته كنترل پيش‌بين، مي‌تواند راهكاري مؤثر براي بهينه‌سازي عملكرد موتورهاي الكتريكي و دستيابي به سيستم‌هاي كنترلي با بازدهي بالاتر باشد. اين يافته‌ها مي‌توانند مبنايي براي توسعه‌ي نسل جديدي از درايوهاي هوشمند و بهينه در صنايع مختلف فراهم آورند.
  • تاريخ ورود اطلاعات
    1404/09/17
  • عنوان به انگليسي
    Design an‎d simulation of the flux angle control method in order to increase efficiency in induction motors
  • تاريخ بهره برداري
    9/21/2025 12:00:00 AM
  • دانشجوي وارد كننده اطلاعات

    علي حدادي

  • چكيده به لاتين
    This research aims to conduct a comprehensive study an‎d analysis of various loss minimization methods in electric motors, with a particular focus on control systems an‎d strategies. Given the increasing importance of reducing energy losses in electromechanical systems an‎d enhancing their operational efficiency, a precise understan‎ding of control methods that effectively contribute to loss reduction is of critical significance. As an initial step, the theoretical foundations related to energy losses in electric motors are examined, an‎d different types of losses—including copper losses, iron losses, an‎d mechanical losses—are analyzed. Subsequently, control techniques that play a vital role in minimizing these losses are reviewed. These include traditional approaches such as vector control an‎d direct torque control, as well as modern methods like model predictive control (MPC), which serve as effective platforms for implementing optimization strategies. This research endeavors to provide a comparative analysis of recent studies in this field, identifying the strengths an‎d limitations of each method an‎d highlighting the necessity of developing more precise an‎d hybrid control schemes for induction motors. A novel control approach based on flux angle control is then designed, simulated, an‎d implemented as an effective strategy for loss minimization in induction motors. By employing an accurate dynamic model of the motor, this method enables optimal control over the magnetic flux distribution within the motor, resulting in a significant reduction in losses due to magnetic saturation an‎d eddy currents. Simulations conducted in MATLAB/Simulink demonstrate the effectiveness of this approach in improving dynamic performance an‎d reducing energy consumption. Moreover, an advanced structure of model predictive control has been developed in which the flux angle is introduced as a new control variable. Implemented in a sequential, step-by-step manner, this method utilizes the predictive model of the system along with operational constraints to enhance control performance an‎d achieve more precise regulation of critical variables such as torque an‎d flux. One of the main advantages of this approach is its increased flexibility an‎d accuracy in adjusting control parameters, ultimately leading to further loss reduction, improved system stability, an‎d more reliable operation under varying load conditions. Experimental results an‎d analyses conducted throughout this research confirm the superiority an‎d effectiveness of the proposed methods compared to conventional induction motor control strategies. In conclusion, this study demonstrates that integrating novel flux angle control approaches with advanced model predictive control frameworks can provide a highly effective solution for optimizing electric motor performance. These findings may serve as a foundation for the development of a new generation of intelligent an‎d energy-efficient drive systems in a wide range of industrial applications.
  • كليدواژه هاي فارسي
    موتور القايي , كنترل زاويه شار , بهينه سازي تلفات
  • كليدواژه هاي لاتين
    Induction Motor , Flux Angle Control , Loss Minimization
  • Author
    Ali Haddadi
  • SuperVisor
    Davood A.Khaburi