طراحی موتور DC با سیمولینک متلب

 پروژه طراحی موتور DC با کنترل داخلی جریان و خارجی سرعت یکی از پروژه‌های درس کنترل دور موتورهای الکتریکی می‌باشد. می‌دانیم که امروزه موتورهای DC یکی از پرکاربردترین موتورها در صنعت می‌باشند که در این پروژه نحوه طراحی آن‌ها در سیمولینک متلب و همچنین نحوه کنترل سرعت این نوع موتورها را مورد بررسی قرار می‌دهیم؛ بنابراین لازم است که ابتدا توضیحاتی راجع به این نوع موتورها داشته باشیم:

تعریف موتور: یک موتور الکتریکی انرژی الکتریکی را به انرژی مکانیکی تبدیل می‌کند. بیشتر موتورهای الکتریکی از تقابل میدان‌های مغناطیسی و هادی‌های حامل جریان برای تولید نیروی گرداننده استفاده می‌کنند. موتورها و ژنراتورها شباهت‌های زیادی دارند و بسیاری از گونه‌های موتور الکتریکی را می‌توان به‌عنوان ژنراتور هم به کار برد، یا برعکس. موتورهای الکتریکی نیز به دو دسته اصلی جریان متناوب (AC) و جریان مستقیم (DC) تقسیم می‌شوند.

اغلب موتورهای الکتریکی بر اساس اصول الکترومغناطیس به حرکت درمی‌آیند، اما موتورهای دیگری وجود دارند که بر اساس دیگر پدیده‌های الکترومکانیکی مانند نیروی الکترواستاتیک و اثر پیزوالکتریک کار می‌کنند. اصل اساسی در موتورهای الکترومغناطیس این است که به سیم‌های حامل جریان الکتریکی در داخل میدان مغناطیسی نیروی مکانیکی اعمال می‌شود. این نیرو در قانون نیروی لورنتز تشریح شده‌است.

موتور DC در سال 1873 میلادی اختراع شد. این نوع موتورها دارای آرمیچری روی روتور به شکل آهنربای الکتریکی است. یک سوئیچ دوار به نام کموتاتور جهت جریان الکتریکی را در آرمیچر در هر سیکل دو بار بر عکس می‌کند تا قطب‌های آهنربای الکتریکی، آهنربای دائمی واقع در استاتور را جذب و دفع کند. در واقع کموتاتور آهنربای الکتریکی آرمیچر را با عبور قطب‌های آهنربای الکتریکی آرمیچر از جلوی قطب‌های آهنربای دائمی استاتور معکوس می‌کند. در طول این جابه‌جایی پلاریته تکانه روتور در یک جهت ثابت می‌ماند و روتور به چرخش خود ادامه خواهد داد. البته می‌توان آهنربای دائم در محیط بیرونی یک موتور DC را با آهنربای الکتریکی تعویض کرد. اما هدف ما در این آموزش طراحی موتور DC در سیمولینک متلب و طراحی کنترل‌های داخلی جریان و خارجی سرعت برای این نوع موتورها می‌باشد.

در این فیلم آموزشی مدل‌سازی و شبیه‌سازی موتور DC با کنترل داخلی جریان و خارجی سرعت در سیمولینک را به شما دوستان عزیز آموزش می‌دهیم. مدل دینامیکی سیستم الکترومکانیکی موتور DC به‌صورت کامل مدل‌سازی، شبیه‌سازی و تحلیل شده‌است. اما همان‌طور که گفته شد موتور DC یک سیستم الکترومکانیکی می‌باشد یعنی از دو قسمت الکتریکی مدار RL و مکانیک سیستم دورانی تشکیل شده است. در این آموزش نیز همه مراحل این شبیه‌سازی به‌صورت گام‌به‌گام انجام شده است.

پیش‌نیازها:

1- درس کنترل دور موتورهای الکتریکی

2-  درس ماشین‌های الکتریکی 1

3- درس کنترل خطی

4-  آشنایی با سیمولینک متلب