تلفات آهنربا های دائم به کار رفته درموتورهای الکتریکی

کنترل موتور با حداکثر گشتاور راه اندازی

کنترل موتور با حد اقل تلفات در حالت پایا

از انجا که بیشتر انرژی الکتریکی تولید شده در دنیا توسط موتورهای الکتریکی مصرف می شود ، کاهش تلفات این موتورها و بهینه سازی بازده آنها از اهمیت زیادی برخوردار است و تا به امروز تلاشهای زیادی در جهت ساخت موتورهای الکتریکی با وزن کم ، بازده زیاد و اندازه کوچک صورت گرفته است.

موتور سنکرون آهنربای دائم درونی (IPM ) نیز به عنوان یکی از انواع این موتورهای از این قاعده مستثنا نبوده است . تلفات موتور شامل تلفات مکانیکی ، مسی و آهنی است . تلفات مکینیکی به سرعت وابسته است و قابل کنترل نیست ولی تلفات آهنی و مسی قابل کنترل می باشند .یکی از استراتژی های کم کردن تلفات ، اعمال مولفه های مناسب جریان به کمک کنترل برداری است به گونه ای که می توان علاوه بر کنترل سرعت موتور از طریق اعمال مولفه مناسب جریان در راستای q (j q ) ، تلفات مسی و آهنی را نیز به کمک مولفه دیگر جریان ، یعنی j q ، در حالت کار ماندگار موتور به حداقل رسانید .

از سوی دیگر یکی از اهداف اولیه کنترل برداری ، کاهش زمان پاسخ دهی موتور در لحظات موتور در لحظات تغییر بار و یا تغییر مرجع سرعت است . به گونه ای که هر قدر دینامیک سیستم در دنبال کردن مرجع سرعت در هنگام راه اندازی و اعمال بار سریعتر باشد سیستم کنترل از ارزش بالاتری برخوردار خواهد بود .یکی از روش هایی که برای نیل به این هدف پیشنهاد میشود ، حداکثر سازی گشتاور به کمک اعمال مولفه مناسب جریان در راستای محور d است . اما باید توجه کرد که حداکثر سازی گشتاور تنها در حالت های گذرا که به بهبود سرعت پاسخ دهی منجر میشود مطلوب خواهد بود و در حالت پایا سبب افزایش تلفات میشود و این نکته ایست که در مقالات کمتر بدان پرداخته شده است . روش پیشنهادی در این مقاله استفاده توامان از هر دو روش کنترلی معرفی شده است . به گونه ای که از طریق اعمال دو مقدار مختلف برای مولفه محور d جریان در لحظات راه اندازی و حالت ماندگار ، ضمن بهبود دینامیک و سرعت پاسخ ها در لحظه اعمال بار و یا تغییر مرجع سرعت ، تلفات موتور نیز به حداقل رسیده و بازده آن افزایش یابد .

جهت انجام شبیه سازی ابتدا لازم است تا موتور IPM را با کمک روابط آن مدل کنیم . برای این منظور با فرض جریان ، ولتاژ و شار سینوسی می توانیم ، روابط موتوررا در دستگاه مرجع گردان d-q بنویسیم.