كنترل محركه هاي موتورهاي DC بدون جاروبك

Analysis, Control, Implementation, and Assessment of Brushless DC Motor Drives

امروزه با توجه به گسترش روزافزون كاربرد موتورهاي الكتريكي در بخش هاي خانگي، تجاري و صنعتي، جهت مصرف بهينه انرژي الكتريكي، طراحي و ساخت موتورهاي الكتريكي پربازده و درايوهاي سرعت متغير مربوطه موردتوجه سازندگان اين نوع تجهيزات قرار گرفته است. از اين ميان، موتورهاي DC بدون جاروبك (BLDC) به دليل مزاياي فراوان نظير بازده بالا، چگالي توان و گشتاور زياد، سهولت در كنترل، روش ساخت ساده‌، قابليت اطمينان بالا، و نگهداري كم هزينه‌تر، طي دو دهه اخير در زمينه‌هاي مختلف به كار گرفته شده‌اند. اين موتور از جهت ساختمان شبيه موتور سنكرون آهن رباي دائم (PMSM) است اما به سادگي موتور DC كنترل مي گردد. اين ويژگي ها سبب گرديده است تا اقبال بسيار زيادي به استفاده از اين موتورها در طيف وسيعي از كاربردها نشان داده شود. اين مقاله با هدف كمك به توسعه و ترويج استفاده از اين موتورها در كاربردهاي مختلف صنعتي و نيمه صنعتي، مروري به جنبه هاي مختلف موتورهاي BLDC شامل ويژگي ها، مدل سازي، اينورترهاي مورد استفاده و تحليل روش هاي مختلف كنترلي و در نهايت به بيان نكات پياده سازي درايو موتور BLDC مي پردازد. مزايا و معايب روش هاي مختلف كنترلي موتور BLDC، نكات مربوط به استفاده از روش هاي كنترل بدون حسگر، موثر بودن روش هاي كاهش ريپل گشتاور ناشي از كموتاسيون و كنترل در ناحيه كاهش شار براي يك موتور BLDC با جزئيات بيشتري توصيف مي گردند. درنهايت در خصوص استفاده از روش هاي فوق در يك درايو تجاري موتور BLDC پيشنهاداتي ارائه مي گردد.

Nowadays, due to significant increase in demands of electric motors for residential, commercial and industrial applications, and for optimum consumption of electrical energy, the design and manufacturing of high efficiency motors and related variable speed drives have been regarded by many suppliers. Among several kinds of motors, the brushless DC (BLDC) motor is employed in many applications due to its high efficiency, high power and torque density, and ease in control, simple fabrication, high reliability, and lower maintenance. This motor is similar to PMSM in construction, while is controlled as easy as of DC motor. This paper to help for development and employing BLDC motors, reviews the different aspects of BLDC motors including performance, modeling, employed inverters, assessment of control methods for BLDC motor and implementation of its drive. Advantages and disadvantages of different control methods, remarks on various position sensorless methods, the effectiveness of various minimization schemes for commutation torque ripple, and control of BLDC motor in constant power region or flux-weakening are described in more details. Finally, some practical points are suggested for manufacturing of a commercial BLDC motor drive.