الفصل الثالث أنظمة قيادة المحركات المتواقتة ذات المغانط الدائمة
الشكل (7-3) : المخطط الصند وقي لتنظيم سرعة الدحرك في نظام )17/170151 باستخدام منظم 171
برسم منحني السرعة عند ضبط سرعة المحرك على القيمة (©80/56) 100 نحصل على المنحني لموجود
في الشكل (8-3)
التدكل (8-3) : منحني سرعة الدحرك عند تنظيم السرعة باستخدام منظم 1
الفصل الثالث أنظمة قيادة المحركات المتواقتة ذات المغاتط الدائمة
التحكم الشعاعي 0001701 :176010
5-3- مقدمة
لفهم مبدأ العمل في التحكم بلحقل الموجه سنلقي نظرة سريعة على محرك لتيار المستمر ذي التهييج المستقل
يتم في هذا المحرك التحكم بتغذية الثابت ولدوار بشكلٍ مستقل؛ وتظهر الدرلسة الكهربائية للمحرك أنه يمكن
التحكم بالعزم وبالفيض بشكلٍ منفصل؛ حيث إن شدة الحقل المغناطيسي (بكلام آخر: قيمة تيار لتهييج) تحدد
قيمة لفيض؛ بينما يحدد التيار لمار في ملفات لدوار قيمة العزم المتولد على محور المحرك ولنقطة المهمة هنا
أنه يتم التحكم بالتدفق عبر ملفات الثابت (من خلال تيار التهييج) ليبقّى لفيض لناتج عن ملفات الدوار متعامداً
مع الحقل المغناطيسي للثابت
وبعكس محرك التيار المستمر فإنه في المحركات المتواقتة يعتمد الفيض والعزم بشكل أساسي على بعضهما
والهدف من التحكم بالحقل الموجه في المحركات المتواقتة والمحركات التحريضية هو توفير إمكانية فصل التحكم
بالعزم المتولد عن التحكم بالفيض المغناطيسي أي الهدف هو تليد مبدأ التحكم في محرك التيار لمستمر
وسنستعرض فيما يلي شكلاً يوضح لبنية الأساسية لنظام تحكم بتوجيه لحقل
الشكل (9-3) : مخطط لنظام تحكم 170 بشكله الأساسي
6-3- نظام القيادة ©0] (0(01701 011601601 7110])
إن طريقة التحكم بالفيض لموجه هي أفضل اختيار من أجل تطبيقات الجهد المنخفض والسرعات المنخفضة؛ حيث
إنه في هذه الطريقة يمكننا التحكم بالعزم في لسرعات المنخفضة ضمن مجال واسع إن هذا النظام هو نظام تحكم
الفصل الثالث أنظمة قيادة المحركات المتواقتة ذات المغاتط الدائمة
مغلق مشابه لنظام قيادة محركات التيار لمستمر؛ حيث من خلاله يمكن التحكم بالموضع والسرعة والعزم في هذا
النظام يتم قيادة لمحرك عن طريق التحكم بالتيارات في لثابت حيث إن لساس هذه لطريقة هي توجيه تيار الثابت
بحيث يولد فيض مغناطيسي يتعامد مع لفيض المغناطيسي المتولد في الدوار وبلتالي لحصول على عزم أعظمي
للمحرك أي بمعنى آخر يتم توجيه فيض الثابت وفق المحور و
الشكل (00-3 : ااشكل يبين توجيه فيض الثابت وق المحود »
850 (لونووة(و1 1 14 + ومنرفره 04) 22 م1
حيث إن الفيض المتشابك بين الدوار والثابت يعطى بالعلاقة :
يعتبر لفيض في الدوار ثابتاً ما عدا عند تأثير الحرارة حساسية المغائط للحرارة تظل كثافة الفيض لمتبقي
وبالتتلي يزداد لفيض مع إرنفاع درجة الحرارة
وللحصول على عزم أعظمي لدينا الحالات لتالية:
1) إذا كانت لمغائط سطحية (,1 - ى,ا) : فإن الحد لثاني من معادلة العزم لن يكون له أي تأثير على قيمة
العزم وبالتالي في هذه لحالة يجب جعل ب,ة مساوياً للصفر أو بمعنى آخر توجيه شعاع التيار ,ة باتجاه
المحور 0 وبالتالي يصبح 18:١ أعظمي وتصبح علاقة العزم :
للجداء (,,ة,ة) قيمة سالبة
3) إذا كان الدوار ملفوف أقطاب بارزة (,1 < ي1) : فإن العزم لناتج عن اختلاف المحارضات على
المحورين لطولاني والعرضاني لن يكون معدوم إنما سيكون له قيمة ففي هذه لحالة يجب جعل قيمة لتيار
مم أكبر من لصفر بحيث يصبح للجداء (,وفيءة) قيمة موجبة أعظمية
الفصل الثالث أنظمة قيادة المحركات المتواقتة ذات المغانط الدائمة
بما أن المحرك لمدروس هو محرك متواقت ذو مغائط دائمة سطحية غير بارزة وهذا ما يوافق الحلة الأولى من
أن قيمة لتيار وءة لن يستفاد منها بل ستّيد من ضياعات جول على لمحور العرضاني لذلك ولزيادة مردود
المحرك سنقوم بتنظيم التيار ءة إلى الصفر أو بمعنى آخر توجيه شعاع تيار الثابت باتجاه المحور الطولاني
باعتبار أن المداخل هي تيارات ؛ فإن التيارات الثلاثية هي :
1 محا كد لا ا ا
حيث (») هي السرعة لكيربائية للدوار
(7 ) هي الزاوية بين لحقل الدوار (المحور 4 ) وشعاع تيار لثابت وتعرف بزاوية لعزم
باستخدام تحويل بارك ؛ تعطى المركبات 0,0 لشعاع تيار الثابت في الجملة المرجعية للدوار بالعلاقات:
تيارات لمحاور 0,0 هي ثابتة في لجملة المرجعية الدوازة طالما أن (7) هي ثابته بالنسبة لعزم الحمل المعطى
مركبات شعاع جهد الثابت في لنموذج 00 هي :
شعاع جهد الثابت فى لحالة المستقرة يعطى بالعلاقة :
غرفت غرفة من بحر علمه الكبير
محمد رسول الله حلي الله غلية وسلو
إلى من علماني أنه بالإرادة يصنع الإنسان ما يشاء
المي أبن
إلى نعم الأصدقاء وأوفى الأوفياء ل«
إلى جميع الأصدقاء الذين أحببتهم وأحبوني و
الفصل الثالث أنظمة قيادة المحركات المتواقتة ذات المغاتط الدائمة
الشكل (11-3 : الشكل يبين شعاع جهد الثابت
إذا كانت ج - / فيصبح لعزم لكهرومغناطيسي :
هذه المعادلة مشابهة لمعادلة العزم المتولد في المحرك وجا ال
إذا حافظت زاوية العزم على القيمة 5 والفيض بقي ثابتاً فإنه يتم التحكم ببلعزم عن طريق مطال تيار لثابت
وبالتلي سوف نحصل على أكبر قيمة للعزم عند أصغر قيمة للتيار
لاحظ أن تدفق الفيض المشترك هو نتيجة لفيض الدوار وفيض الثابت وبالتالي يعطى بالعلاقة :
إذا كانت ج < 7 فإن بءة سيصبح سالباً؛ وبالتالي فإن الفيض لمشترك لناتج ينقص؛ وتعرف بطريقة تضعيف
الفيض في أنظمة قيادة المحركات ذات المغائط الدائمة
تنظيم زاوية العزم يؤمن مجال واسع من الخيارات في نظام قيادة المحرك المتواقت ذي المغائط لدائمة؛ نذكر
1- التنظيم عند زاوية لعزم ثابتة أو (التنظيم عند تيار لمحور 0 صفري)
2- التنظيم عند عامل الاستطاعة الواحدي
3- التحكم بطريقة العزم المثالي
4- التحكم في منطقة تضعيف الحقل (تستعمل في لسرعات الأعلى من السرعة لقاسية)
ملاحظة: نستطيع تطبيق إحدى هذه لطرق فقط في خوارزمية القيادة بمعنى آخر لايمكن تطبيق أكثر من طريقة
في الخوارزمية نفسها
الفصل الثالث أنظمة قيادة المحركات المتواقتة ذات المغاتط الدائمة
سوف تقوم بدرلسة التنظيم عند زاوية العزم ثابتة
التنتظيم عند زاوية لعزم ثابتة (01151 - 17 , 0ح1)
إذا كانت + - ل فإن معادلة لعزم لكهرومغناطيسي تعطى بلعلاقة :
جهود المحاور 0 في لحالة المستقرة هي :
“روه + ونوة) + ازول وماه ال
هذه المعالة توحى بأن عامل الاستطاعة سينخفض بزيادة سرعة الدوار وزيادة تيار الثابت وبالتالى المحرك
يستجر استطاعة ردية
الشكل (01-3 : الشكل يبين توجيه شعاع تيار التابت باتجاه المحور الطولاني
محاسن هذه الطريقة مساوئ هذه الطريقة
1 -استجابة جيدة للتحكم بالعزم 1 -تكلفة مرتّفعة ونظام قيادة معقد بالمقارنة بنظام 17/17
2 -إمكانية التحكم بالسرعة ضمن مجال واسع 2 -الحاجة إلى حساسات لوجود تغذية عكسية في النظام
3 -التحكم بالعزم في كامل مجال السرعة
الفصل الثالث أنظمة قيادة المحركات المتواقتة ذات المغانط الدائمة
تنظيم السرعة والتيار والموضع في 1706 باستخدام منظمات 1-11
7-3- أولاً : تنظيم التيار م باستخدام منظم ]د[
في الشكل (12-3) تقوم بتنظيم التيار م وذلك باستخدام المنظم التناسبي التكاملي ( «متعع1ه41 008 0م20
وستقوم بإهمال الاضطراب الداخلي (5ير») عند إجراء الحسابات ولكن ذلك سيكون على حساب إضافته لخرج المنظم
كما في لشكل (12-3) :
الشكل (12-3) : تنظيم التيار م في المحرك 21,1511 بطريقة 1700 عن طريق منظم 1[
لإيجاد ثوابت المنظم تقوم بإيجاد تابع النقل المكافئ للنظام والمنظم والمبين في الشكل (13-3) لكل من النظام والمنظم معاً
وبعد إجراء الحسابات سنجد أن تابع النقل المكافئ للنظام والمنظم معاً كما هو في العلاقة (3-23) :
الشكل (133) : تابع النقل المكافئ في حلقة الثيار ,,:في المحرك 11151
ويتم الحصول على تابع النقل المكافئ بايجاد تابع نقل الحلقة المغلقة للمخطط الصندوقي المبين بالشكل (13-3):
الفصل الثالث أنظمة قيادة المحركات المتواقتة ذات المغانط الدائمة
م ةد مق ي ل 5 الات
المقامات ونختزل المقام المشترك فنحصل على تابع النقل النهائي كما يلي :
نفرض أيضاً 30 -,, 72 وهو الثابت التناسبي للمنظم (وهو يفرض فرض) وبعد ذلك يتم حساب قيمة ي6/
8-3- ثانياً : تنظيم التيار بغ باستخدام منظم 1ت[
الشكل (3 -14) :تنظيم التيارى في المحرك ,21,151 بطريقة ©1770 عن طريق منظم 1[
بالأسلوب نفسه تماماً سنقوم بتنظيم التيار بي باستخدام المنظم التناسبي التكاملي ( +متويع 00011100211016(
:01010ع) وستقو م بإهمال الاضطراب الداخلي (,,08»)عند إجراء الحسابات ولكن ذلك سيكون على حساب إضافته
لخرج المنظم كما في الشكل (14-3) لإيجاد ثوابت المنظم نقوم بإيجاد تابع النقل المكافئ لكل من النظام والمنظم معاً وبعد
إجراء الحسابات سنجد أن تابع التقل المكافئ كما هو في العلاقة (324) :