مهندسی برق و مهندسی کامپیوتر ایران، الف- مهندسی برق
سال:1403 | دوره:22 | شماره:4 |تعداد مقالات:6

موتورهای BLDC به دلیل کارایی، قابلیت اطمینان و قابلیت کنترل در صنایع و زمینه‌های مختلف کاربرد دارند. از جمله این کاربردها می‌توان به وسایل نقلیه الکتریکی و هیبریدی، سیستم‌های رباتیک و اتوماسیون، لوازم الکترونیکی خانگی، صنایع هوافضا، تجهیزات پزشکی، توربین‌های بادی و سیستم‌های خورشیدی اشاره نمود. در بسیاری از این کاربردها به کنترل سرعت موتور به صورت دینامیکی نیاز می‌باشد. در این مقاله با توجه به اهمیت موضوع در ابتدا به کمک نرم‌افزار PLECS و با استفاده از روش PWM و کنترل‌کننده PID، شبیه‌سازی کنترل سرعت دینامیکی موتور BLDC با مراجع سرعت دینامیکی انجام گرفته و سپس پیاده‌سازی آزمایشگاهی راه‌انداز موتور BLDC با استفاده از بُرد میکروکنترلر Arduino Mega در شرایط تغییرات دینامیکی مراجع سرعت صورت پذیرفته و نتایج متناظر ارائه شده است. جهت نمایش و ثبت داده‌های سرعت در رایانه از نرم‌افزار Labview استفاده شده است. نتایج شبیه‌سازی و آزمایشگاهی نشان می‌دهند که موتور BLDC در ردیابی مراجع سرعت دینامیکی تا فرکانس دینامیکی 3/0 هرتز دارای کارایی مطلوب می‌باشد.

این مقاله یک روش کنترل پیش‌بین جریان (PCC) اصلاح‌شده مبتنی بر بردارهای ولتاژ مجازی (VV-PCC) بهینه با کنترل و تنظیم همزمان دو زیرفضا در مبدل شش‌فاز را برای ماشین‌های سنکرون مغناطیس دائم (PMSM) پیشنهاد می‌کند. این روش منجر به به حداقل‌نمودن اعوجاج هارمونیکی جریان در مقایسه با دیگر روش‌ها می‌شود. علاوه بر این، امکان کنترل عملکرد PMSM شش‌فاز با یک جریان نامتعادل بین دو مجموعه از سیم‌پیچ‌ها نیز فراهم می‌شود. نهایتاً روش PCC با زیرفضای دوگانه (BS-PCC) مبتنی بر بردارهای مجازی با دامنه بهینه اتخاذ می‌شود که با انتخاب الگوی کلیدزنی مناسب می‌تواند هم میزان هارمونیک‌های ناخواسته را کاهش دهد و هم پاسخ دینامیکی سریع و پاسخ گشتاوری قابل قبولی را ارائه نماید. همچنین از آنجا که انتخاب حالت‌ها در PCC می‌تواند منجر به جریان‌های چرخشی هارمونیکی در سیم‌پیچ‌های ماشین شود، این مشکل را می‌توان با روش پیشنهادی با حداقل‌سازی ضریب وزنی رفع کرد که به تعداد تکرارهای کمی در کلیدزنی مبدل شش‌فاز نیاز دارد. اعتبارسنجی مقاله با استفاده از نرم‌افزار Matlab بر روی یک ماشین نمونه انجام شده است.

مقیاس‌بندی ولتاژ، یک روش پرکاربرد برای کاهش مصرف انرژی است که هزینه آن، افزایش تأخیر در شبکه در سامانه‌های بر تراشه چندپردازنده‌ای است. برای کاهش این هزینه عملکردی بر شبکه و سیستم، کاهش میزان جابه‌جایی داده‌ها و ارتباط‌ها در شبکه باید مورد توجه قرار گیرد. در برنامه‌های کاربردی حافظه‌محور و ارتباط‌محور، بخش قابل توجهی از تأخیر شبکه به دلیل ترافیک ناشی از عدم دسترسی به حافظه نهان است. در این مقاله از روش مقیاس‌بندی ولتاژ به صورت تطبیقی و چندسطحی استفاده می‌کنیم؛ در حالی که از فضای خالی حافظه میانگیرهای ورودی در گره‌های شبکه بر تراشه برای کاهش ترافیک ناشی از عدم دسترسی به حافظه نهان استفاده می‌شود. بنابراین روش پیشنهادی باعث افزایش کارایی حافظه و کاهش مصرف انرژی تراشه می‏شود. به‌منظور حصول بیشینه ظرفیت ناشی از به‌کارگیری رویکرد مقیاس‌بندی ولتاژ، ولتاژ منابع در سه سطح مختلف و با توجه به میزان متوسط فضای خالی حافظه میانگیرهای شبکه اعمال می‌شود. به این صورت که وقتی حافظه میانگیرها نزدیک به پر هستند، به‌کارگیری مقیاس‌بندی ولتاژ متوقف می‌شود. روش پیشنهادی به طور متوسط، میزان عدم دسترسی به داده در حافظه نهان را 16 درصد و مصرف انرژی را 5/12 درصد بهبود می‌دهد.

در این مقاله به روش پیش‌اعوجاج و با تولید اعوجاج مکعبی به وسیله ترانزیستور ماسفت، مؤلفه‌ اعوجاج مرتبه سوم (IMD3) و پنجم (IMD5) یک تقویت‌کننده غیرخطی توان بالای فرکانس رادیویی کاهش می‌یابد. روش پیش‌اعوجاج در خطی‌سازی تقویت‌کننده‌های توان بالای فرکانس رادیویی برای سیستم‌های مخابراتی کاربردهای فراوانی دارد. ساختار این روش پیچیده نیست و می‌تواند به‌ سادگی برای خطی‌سازی تقویت‌کننده‌های غیرخطی مورد استفاده قرار گیرد. در این روش، اعوجاجی به‌عنوان اعوجاج مکمل در ورودی یک تقویت‌کننده غیرخطی قرار می‌گیرد تا با جمع دو اعوجاج (یعنی اعوجاج ناشی از خود تقویت‌کننده غیرخطی و اعوجاج مکمل ناشی از المان غیرخطی دیگر) تقویت‌کننده غیرخطی را خطی کند. میزان خطی‌سازی با این روش اگرچه خیلی قابل ملاحظه نیست، اما همین میزان خطی‌سازی هم برای بسیاری از سیستم‌های مخابراتی کافی است. مزیت عمده این روش سادگی مدار، بازدهی بالا و توانایی خطی‌سازی در یک پهنای باند فرکانسی نسبتاً بزرگ است. در این مقاله مقدار خطی‌سازی سیگنال‌های اعوجاج مرتبه سوم و پنجم تقویت‌کننده‌های توان بالا نسبت به کارهای مشابه قبلی بهتر شده و نتایج به کمک نرم‌افزار ADS نشان داده شده‌اند.

عدم تخمین دقیق موقعیت اولیه روتور موتور سنکرون رلوکتانسی می‌تواند منجر به کاهش گشتاور راه‌اندازی و کندشدن پاسخ سرعت روتور در لحظه راه‌اندازی گردد. روش‌های متعددی برای تخمین موقعیت اولیه روتور موتور سنکرون رلوکتانسی ارائه شده که از نقطه نظر پیچیدگی، پیاده‌سازی و دقت تخمین موقعیت اولیه روتور قابل تقسیم‌بندی می‌باشند. برخی از این روش‌ها با وجود پیچید‌گی پیاده‌سازی بالا، خطای تخمین موقعیت اولیه روتور موتور سنکرون رلوکتانسی را کاهش می‌دهند. در مقابل برخی روش‌ها دارای مزیت حجم محاسبات کم و سادگی در پیاده‌سازی می‌باشند، اما خطای بیشتری در تخمین موقعیت اولیه روتور وجود دارد که در برخی روش‌ها تا 30 درجه خطا در تخمین موقعیت اولیه روتور وجود دارد. در این مقاله به بررسی تأثیر خطای تخمین موقعیت اولیه روتور بر روی عملکرد موتور سنکرون رلوکتانسی از جنبه‌های مختلف پرداخته می‌شود. به منظور بررسی تأثیر خطا در تخمین موقعیت اولیه روتور بر پارامترهای موتور سنکرون رلوکتانسی، خطای موقعیت اولیه با زاویه‌های مختلف 0، 10، 20 و 30 درجه بر روی پارامترهای مختلف موتور از جمله گشتاور الکترومغناطیسی راه‌اندازی و همچنین زمان رسیدن سرعت مکانیکی روتور به سرعت مرجع مورد بررسی قرار گرفته و نتایج حاصل از شبیه‌سازی با نرم‌افزار MATLAB/Simulink ارائه شده است.

فشرده‌سازها (کمپرسورها) به دلیل اینکه بیشترین مصرف توان و سرعت را در مدار به خود اختصاص می‌دهند دارای نقش اساسی در ضرب‌کننده‌ها هستند. تکنیک ورودی انتشار گیت (GDI) برای طراحی و پیاده‌سازی مدارهای کم‌توان استفاده شده است. این تکنیک نقش مهمی در کاهش توان و افزایش سرعت دارد. گیت‌های استفاده‌شده برای پیاده‌سازی این فشرده‌سازها (GDI) نشان‌دهنده بهبود در تعداد ترانزیستور مورد استفاده، توان و سرعت است که با مقایسه‌ای ساده با منطق استاتیک CMOS می‌توان به آن پی برد. در این مقاله چند مورد از ساختارهای مهم فشرده‌سازها به وسیله تکنیک مورد نظر (GDI) پیاده‌سازی، و نتایج به‌دست‌آمده بیان شده است. این پیاده‌سازی‌ها در شرایط یکسان مورد بررسی قرار گرفته‌اند که شاهد بهبود عملکرد کلی خواهیم بود.