مروري بر روش‌هاي تحليل، كنترل، پياده‌سازي و ارزيابي محركه‌هاي موتورهاي DC بدون جاروبك

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

امروزه با توجه به گسترش روزافزون كاربرد موتورهاي الكتريكي در بخش‌هاي خانگي، تجاري و صنعتي، براي مصرف بهينه انرژي الكتريكي، طراحي و ساخت موتورهاي الكتريكي پربازده و محركه‌هاي سرعت متغير مربوط، مورد توجه زيادي قرار گرفته است. در اين بين، موتورهاي DC بدون جاروبك (BLDC) به‌دليل مزاياي فراوان نظير بازده بالا، چگالي توان و گشتاور زياد، سهولت در كنترل، روش ساخت ساده‌، قابليت اطمينان بالا و نگهداري كم‌هزينه‌تر، طي دو دهه اخير در كاربردهاي مختلف مورد استفاده قرار گرفته‌اند. اين موتور از جهت ساختمان شبيه موتور سنكرون آهن‌رباي دايم است، اما به سادگي موتور DC قابل كنترل است. اين ويژگي‌ها سبب شده 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 نيمه‌صنعتي، مروري به جنبه‌هاي مختلف موتورهاي BLDC شامل ويژگي‌ها، مدل‌سازي، اينورترهاي مورد استفاده و تحليل روش‌هاي مختلف كنترلي و در نهايت به بيان نكات پياده‌سازي محركه موتور BLDC مي‌پردازد. مزايا و معايب روش‌هاي مختلف كنترلي موتور BLDC، نكات مربوط به استفاده از روش‌هاي كنترل بدون حسگر، موثر بودن روش‌هاي كاهش ضربان گشتاور ناشي از كموتاسيون و كنترل در ناحيه كاهش شار براي يك موتور BLDC با جزييات بيشتري توصيف مي‌شوند. در نهايت در خصوص استفاده از روش‌هاي فوق در يك محركه تجاري موتور BLDC پيشنهاداتي ارايه مي‌شود.

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 considered 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 is devoted to help for development and employing BLDC motors. It reviews the different aspects of BLDC motors including performance, modeling, specifications, inverters, assessment of control methods for BLDC motor and implementation of its drive. Advantages and disadvantages of different control methods, remarks on various position sensor less 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 fabrication of a commercial BLDC motor drive.