طراحی سیستم درایور موتور گشتاوری زاویه محدود

عرفان یگانه صمدی

چکیده

موتور های گشتاوری زاویه محدود در دسته ماشین های مخصوصی قرار می گیرند که قابلیت حرکت کنترل شده در بازه ای حداکثر به اندازه 90± درجه را دارا می باشند. از موتور های بدون جاروبک جریان مستقیم نیز می توان به عنوان محرک زاویه محدود استفاده نمود، اما این نوع بهره بردای پیچیدگی و هزینه بیشتری نسبت به موتور های گشتاوری زاویه محدود را تحمیل خواهد کرد. در فصل اول انواع محرک های زاویه محدود مورد بررسی قرار گرفته اند و از لحاظ ساختار و ویژگی ها با یکدیگر مقایسه شده اند. موتور گشتاوری زاویه محدود نیز، به عنوان عضوی از خانواده محرک های جابجایی محدود، اما به شکلی دقیق تر مورد تحقیق قرار گرفته است. در فصل دوم سعی شده با توجه به موقعیت های مختلف قرار گیری رتور نسبت به استاتور و با توجه به تقارن ساختار موتور، حرکت رتور در یک بازه 90 درجه ای را به بازه های تقسیم نماییم که بتوان در آن بازه ها مدار معادل مشخصی برای موتور استخراج نمود. پس از حصول مدار معادل برای هر بازه، تلاش می شود تا معادلات الکترومغناطیسی حاکم بر رفتار موتور، از جمله معادلات گشتاور و اندوکتانس، استخراج گردد تا در نهایت بوسیله ارتباط معادله گشتاور الکترومغناطیسی و معادلات مکانیکی، مدل کلی موتور به دست آید. در فصل سوم با استفاده از نرم افزار maxwell مدل موتور گشتاوری زاویه محدود را مورد بررسی قرار داده و تحلیلی بر نحوه تولید گشتاور در این موتور ارائه خواهد شد و از این راه سعی بر طراحی سیستم درایو برای موتور مذکور در دو حالت کاری خواهیم نمود. حالت اول، طراحی سیستم کنترل و درایو برای حالت کاری گردان. در حالت کاری دوم سیستم کنترل به گونه ای برای موتور طراحی می گردد که موتور قابلیت کنترل بار، در زاویه مشخص دلخواه را دارا باشد که یکی از کاربرد های اصلی این موتور می باشد و در مواردی همچون کنترل سروو والو های هیدرولیک و یا جابجایی محدود آینه های موجود در اسکنر ها کاربرد فراوان دارد. فصل چهارم نیز شرح مختصری بر نحوه کار کردن با نرم افزار پرکاربرد ansys simplorer می باشد که در طراحی سیستم درایو از آن بهره برده شده است. این نرم افزار تنها هم خانواده نرم افزار maxwell می باشد که با آن توانایی شبیه سازی همزمان وجود دارد.

اساتید راهنما و مشاور

همایون مشگین کلک