عنوان پایان‌نامه
شخیص خطای اتصال کوتاه دوربه دور سیم پیچ استاتور و مغناطیس زدایی در موتور سنکرون آهنربای دائم IPM با کاربرد در خودروهای برقی و هیبریدی با استفاده از روش اجزای محدود ۲ بعدی و ۳ بعدی
- مقطع تحصیلی
- کارشناسی ارشد
- محل دفاع
- کتابخانه مرکزی پردیس 2 فنی شماره ثبت: E 2960;کتابخانه مرکزی -تالار اطلاع رسانی شماره ثبت: 75391
- تاریخ دفاع
- ۲۵ مرداد ۱۳۹۵
- دانشجو
- حسین نژادی کوتی
- استاد راهنما
- جواد فیض
- چکیده
- سلامت آهن ربا‌های دائم و سیم‌پیچی استاتور به عنوان منابع تولید میدان در موتورهای سنکرون آهنربای دائم اهمیت بسزایی در کیفیت کار موتور، به ویژه موتورهای بکار رفته در خودروهای هیبریدی و برقی دارد. خطای مغناطیس‌زدایی و خطای اتصال کوتاه حلقه به حلقه، رایج‌ترین خطاهایی هستند که میدان تولید شده را دچار اختلال کرده و کارکرد موتور را از حالت مطلوب و مورد انتظار منحرف می‌سازند. خطای مغناطیس‌زدایی در اثر یک میدان مغناطیسی بسیار قوی مخالف و یا افزایش بیش از حد دمای موتور ایجاد شده و به دنبال آن بخشی و یا تمام آهنربا قدرت تولید شار خود را از دست می‌دهد. همچنین خطای اتصال کوتاه حلقه به حلقه در اثر تخریب سیستم عایقی پدید می‌آید. این خطا با یک حلقه اتصال کوتاه آغاز شده و به سرعت به تعداد دور‌های بیشتری گسترش می‌یابد. اولین قدم در مسیر طراحی سیستم تشخیص خطا، مدل‌سازی دقیق موتور در شرایط سالم و دارای خطا است که بتواند عملکرد ماشین را به خوبی نمایش دهد. از میان روش‌های موجود، دقیق ترین روش، مدل‌سازی به روش اجزای محدود است. در این پایان‌نامه روش اجزای محدود برای شبیه سازی موتور سنکرون آهنربای دائم سالم و خطادار بکاررفته در خودروهای هیبریدی استفاده شده است. موتور تحت خطای مغناطیس‌زدایی ناحیه‌ای با شدت‌های مختلف شبیه سازی شده و تبدیل فوریه و تبدیل موجک روی نیروی ضد محرکه موتور، شعاع ژیراسیون استخراج سیگنال رفع نویز شده گشتاور دندانه و تحلیل طیف فرکانسی روی اندوکتانس خودی فاز اعمال شده و برای تشخیص خطای مغناطیس زدایی استفاده شده است. همچنین از طیف فرکانسی گشتاور موتور استخراج شده با استفاده از تبدیل فوریه، مدهای نوسانی گشتاور و تبدیل گسترده پارک جریان‌های فاز استاتور شاخص‌های مناسبی برای تشخیص خطای اتصال کوتاه حلقه به حلقه بدست آمده است.کارکرد این شاخص ها در شرایط مختلف بار و سرعت بررسی شده و در نهایت باهم مقایسه شده اند که نتیجه این مقایسه، انتخاب بهترین شاخص از میان شاخص های معرفی شده است. واژه‌های کلیدی: موتور سنکرون آهنربای دائم، خطای مغناطیس زدایی، خطای اتصال کوتاه حلقه به حلقه، روش اجزای محدود
- Abstract
- The good condition of permanent magnets and stator winding as the sources of the field in permanent magnet synchronous motors is significant in the operation of motors, particularly those which have been used in hybrid and electrical vehicles. Demagnetization and inter-turn short circuit faults most frequently by occour, cause a disturbance in the generated field and change the motor operating conditions from expected operation mode. A strong opposite magnetic field or excessive overheating in motors cause demagnetization fault, therefore part or whole magnet lose the flux production capability. Besides, inter-turn short circuit fault occurs as a result of deterioration of insulation system. This fault begins with one shorted turn and develops to more shorted turns. The first step of fault diagnosis is precise modelling of the motor in both healthy and faulty conditions in order to illustrate the machine operation. However, the most accurate method is obtained by using finite element method. In this dissertation, finite element method is used for the simulation of healthy and faulty permanent magnet synchronous motor in hybrid vehicles. The local demagnetized motor is simulated under faults with different severities; moreover, Fourier and wavelet transforms of the back electromotive force of motor, gyration radius of denoised extracted signal of cogging torque and analysis of frequency spectrum of phase self-inductance are used for demagnetization fault detection. Furthermore, intrinsic mode function of torque and extended Park’s transformation of stator phase currents are determined as suitable indexes for inter-turn short circuit fault diagnosis by using frequency spectrum of torque of the motor. These indexes are applied to several loads and speeds an the results are compared. The results of the comparisons are used to select the best index for fault detedtion.
