توضیحات
مدلسازی و شبیه سازی موتورهای DC سری در خودروی الکتریکی
عنوان اصلی مقاله:
Modeling and Simulation of Series DC Motors in Electric Car
شبیه سازی در محیط سیمولینک متلب انجام شده است. (با متلب 2013 شبیه سازی شده و با متلب 2023 نیز تست و اجرا شده است.)
دارای گزارش ورد 20 می باشد.
توضیحات پروژه شبیه سازی موتورهای DC سری
خلاصه: هدف این مقاله بررسی موتور DC سری موجود در خودرو الکتریکی برای حالت های مختلف رانندگی با بارهای مختلف است.
معادلات ریاضی ماشین DC سری و مبدل الکترونیکی در فضای dq در نظر گرفته میشوند.
مدل کامپیوتری موتور DC با استفاده از نرم افزار MATLAB انجام شده است که به ما امکان پیاده سازی مدل موتور و کنترل کننده را میدهد.کنترل کننده ی الکترونیکی موتور DC سری برمبنای PWM کار میکند.
تغییرات بار که در مدلسازی لحاظ شده است میتواند ناشی از تغییر تعداد مسافرین خودرو، رانندگی در جاده ی شیبدار یا رانندگی در جاده ی خاکی با گودال و برجستگی باشد.
- مقدمه
سازندگان خودروهای الکتریکی، موسسه های تحقیقاتی و دانشگاه های صنعتی تحقیقاتی را روی توسعه ی چند نوع از موتور های الکتریکی خصوصا برای استفاده در صنعت محرکه ها انجام داده اند. موتور های DCو موتورهای القایی از این جمله اند.
در این مقاله ، موتور DC سری که در خودروهای الکتریکی استفاده میشود با استفاده از نرم افزار MATLAB مورد مطالعه قرار گرفته است.برای کنترل سرعت موتور از کنترل کننده ی الکترونیکی برمبنای PWM استفاده شده است.مدل شبیه سازی شده در نرم افزار در شرایط مختلف گشتاور مورد تست قرار گرفته است.
در گزارش این پروژه متلب, توضیح در مورد مدل ریاضی ماشین DC سری نیز داده شده است.
شبیه سازی موتور DC سری و مبدل
برای کنترل موتور سری از کنترل کننده ی PI استفاده شده است. کنترل کننده ی PI موجب میشود که خطای سیگنال های مورد نظر مانند شکل موج گشتاور؛ سرعت یا جریان پس از مدتی به صفر بگراید.طراحی مناسب ضرایب کنترل کننده در مقدار خطای حالت دایمی و سرعت پاسخ موثر است.
در مدل سازی انجام شده، ابتدا مقدار خطای سرعت محاسبه میشود و مقدار آن به یک کنترل کننده PI داده میشود تا مرجع گشتاور را تولید کند. این مقدار با مقدار گشتاور تولیدی موتور مقایسه میشود تا میزان خطای گشتاور به دست آید. مقدار خطای گشتاور به کنترل کننده ی PI داده میشود تا میزان مرجع برای تولید پالس PWM مبدل را تولید کند.
تکنیک PWM بدین صورت است که سوییچ الکترونیک قدرت که موتور را تغذیه میکند توسط شکل موج های مربعی با پهنای پالس متغیر سوییچ میشود.
با در نظر گرفتن ضرایب Kp و Ki و Kd به عنوان ضرایب کنترل کننده ی PID و e(t) به عنوان سیگنال خطا که تفاوت میزان مرجع با میزان واقعی را نشان میدهد؛ برای محاسبه ی سرعت چرخش موتور بصورت یک تابع تبدیل داریم. تابع تبدیل در گزارش ورد پروژه آمده است.
در اینجا همه توضیحات گزارش ورد پروژه نیامده است. جهت دریافت فایل کامل به همراه فایل های شبیه سازی با متلب بایستی این محصول خریداری شود.
نتایج شبیه سازی با متلب
موتور DC با مشخصات جدول 1 مقاله در محیط MATLAB مورد شبیه سازی قرار گرفته است. شبیه سازی در محیط سیمولینک متلب انجام شده است, اما برای دیدن نتایج بایستی ام فایل مرتبط با آن ران شود, در گزارش راهنمای اجرای فایل ها قرار داده شده است.
شبیه سازی مورد نظر در حالت مختلف بار اجرا شده است.نتایج در ادامه مورد بررسی قرار خواهد گرفت.
4-1 شبیه سازی با مقادیر مختلف گشتاور بار اجرا شده است..شکل 1 نشان دهنده ی تغییرات جریان، گشتاور و سرعت موتور DC سری در100 % بار نامی (40 Nm) است.
مشاهده میشود که سرعت در 1 ثانیه به مقدار 660 دور در دقیقه میرسد.میزان گشتاور راه اندازی موتور به میزان حداکثر 200 نیوتن متر میرد و در حالت دایمی به میزان حدود 42 میرسد.مقدار جریان نیز در حالت گذرا دارای پیک 140 آمپر است و در حالت دایمی به مقدار 65 آمپر میرسد.مشاهده میشود که گشتاور راه اندازی موتور در حالت ماکزیمم 5 برابر گشتاور نامی آن است.
شکل1: شکل موج سرعت، گشتاور و جریان در بار 40 نیوتن متر
شکل 2 نشان دهنده ی شکل موج های خروجی موتور برای حالتی است که 70 % گشتاور نامی اعمال شده است.(25 Nm) .مشاهده میشود که سرعت پس از حدود 2 ثانیه به مقدار 800 دور در دقیقه میرسد.گشتاور موتور پس از گذراندن پیک با مقدار 180 به مقدار نهایی 26 نیوتن متر میرسد.جریان موتور نیز در حالت دائمی برابر با 50 آمپر است اما در حالت گذرا به مقدار 133 آمپر نیز میرسد.
شکل2: شکل موج سرعت، گشتاور و جریان در بار 25 نیوتن متر
شکل 3 برای حالتی است که موتور باری برابر با 15 درصد بار نامی را تحمل میکند.(5 Nm).در این حالت موتور در 10 ثانیه رو به افزایش است و به مقدار حدودی 1500 دور در دقیقه میرسد.گشتاور ماشین در حالت گذرا به حدود 150 نیوتن متر در حالت حداکثر میرسد که حدود 4 برابر گشتاور نامی است.جریان ماشین نیز پس از عبور از پیک با مقدار 120 آمپر به مقدار نهایی 33 آمپر میرسد.
شکل3: شکل موج سرعت، گشتاور و جریان در بار 5 نیوتن متر
4-2 شبیه سازی برای حالتی اجرا شده است که موتور دارای بارهای مختلف است و با شتاب ثابت حرکت میکند تا به حالت دایمی برسد.
در شکل 4 تغییرات سرعت و گشتاور تولیدی موتور برای حالتی که گشتاور نامی در بار اعمال شده است را نشان میدهد.
در شکل 4 و 5 نتایج شبیه سازی برای حالتی که موتور با شتاب ثابت حرکت میکند تا به حالت دائمی برسد نشان داده شده است. در شکل 4 گشتاور ماشین در راه اندازی به مقدار حداکثر 130 نیوتن متر میرسد. در شکل 5 مقدار گشتاور راه اندازی در حالت ماکزیمم به 110 نیوتن متر میرسد.کنترل کننده به صورتی عمل میکند که میزان گشتاور و سرعت ماشین در حالت دائمی به میزان مرجع هریک برسد.
4-3 شبیه سازی برای حالتی اجرا شده است که متناسب با حالت رانندگی در جاده ی خاکی با گودال و بر آمدگی است.شکل 6 و 7 منحنی تغییرات سرعت و گشتاور ماشین را در دو میزان مختلف برای گشتاور بار نشان میدهد.
- نتیجه گیری :
موتور DC سری با تولید گشتاور راه اندازی مناسب در زمانی کم سرعت بار را به سرعت نامی میرساند.بنابراین این موتور برای کاربرد در ماشین های الکتریکی مناسب است.
ماکزیم جریان موتور در راه اندازی به مقدار 140 آمپر میرسد که این مقدار در کمتر از 0.5 ثانیه اتفاق می افتد.
زمانی که گشتاور ماشین در جاده های خاکی بصورت متناوب کم و زیاد میشود، سرعت نیز به همین ترتیب کم و زیاد میشود.عملکرد موتور DC سری در این حالت مطلوب بوده است.
شکل4: شکل موج سرعت و گشتاور در راه اندازی با شتاب ثابت در گشتاور 34 نیوتن متر
شکل5: شکل موج سرعت و گشتاور در راه اندازی با شتاب ثابت در گشتاور 17 نیوتن متر
شکل6: شکل موج سرعت و گشتاور برای عمکرد در گشتاور بار متغیر 1
شکل7: شکل موج سرعت و گشتاور برای عمکرد در گشتاور بار متغیر 2
در پایان نیز 6-7 صفحه در گزارش در مورد نحوه شبیه سازی توضیحاتی ارائه شده است که در اینجا نیاورده ایم. با خرید این محصول فایلهای کامل شبیه سازی و گزارش را دریافت خواهید کرد.
شاید به موارد زیر نیز علاقه مند باشید:
- قابلیت اطمینان شبکه توزیع در حضور خودروی برقی بوسیله مونت کارلو
- کنترل سرعت موتورهای القایی با استفاده از کنترل مد لغزشی دینامیکی فازی عصبی
- کنترل سرعت موتورهای DC مورد استفاده در ربات های متحرک دو چرخ
- شبیه سازی تغذیه سیکلو کانورتر موتور القایی انشقاق فاز
- بدست آوردن تقریب سری تیلور مرتبه دوم با متلب
کلیدواژه:
Series DC motor, PWM inverter, Electric Car
موتور سری DC, اینورتر PWM, ماشین الکتریکی
مدلسازی و شبیه سازی موتورهای DC سری در خودروی الکتریکی با متلب
طبق توضیحات فوق توسط کارشناسان سایت متلبی تهیه شده است و به تعداد محدودی قابل فروش می باشد.
سفارش انجام پروژه مشابه
درصورتیکه این محصول دقیقا مطابق خواسته شما نمی باشد،.
با کلیک بر روی کلید زیر پروژه دلخواه خود را سفارش دهید.
دیدگاهها
هیچ دیدگاهی برای این محصول نوشته نشده است.