ابوالفضل حلوایی نیاسر

کولرهای آبی به دلیل هزینه پائین، در اغلب مناطق مرکزی و اقلیم گرم و خشک ایران جهت خنک سازی مورد استفاده قرار می گیرند و به عنوان یکی از مصرف کنندگان عمده توان الکتریکی شناخته می شوند. اغلب کولرهای آبی از موتورهای القایی تک فاز با اتصال مستقیم به شبکه برق در مقادیر مختلف توانی بهره می برند. اما بهره این موتورها بسیار پائین است و جایگزینی آن ها با موتورهای الکتریکی پربازده مورد توجه دستگاه های مختلف حاکمیتی است. استفاده از موتورهای آهن ربا دائم بدون جاروبک (و یا براشلس) امروزه به دلیل مزایای ممتازشان در بسیاری از کاربردهای صنعتی و خانگی مورد توجه قرار گرفته است. در این مقاله جزئیات به کارگیری موتور بدون جاروبک در کاربرد کولر آبی ارائه و الزامات و استانداردهای موردنیاز طراحی و ساخت موتور بدون جاروبک و درایو آن بیان می گردند. در ادامه یک موتور بدون جاروبک hp 5/0 و درایو آن طراحی، ساخته و تست می شود. همچنین یک کولر آبی m 3 /h 5000 مجهز به موتور بدون جاروبک در آزمایشگاه مرجع تحت تست هوادهی قرار می گیرد. نتایج به دست آمده، بیان گر افزایش قابل ملاحظه بهره مصرف انرژی در مقایسه با کولرهای آبی مجهز به موتور القایی تک فاز است. همچنین ملاحظات اقتصادی استفاده از موتورهای بدون جاروبک و افزایش هزینه اولیه ناشی از سیستم جدید و سایر ملاحظات فنی در این مقاله مورد بحث قرار می گیرند. نتایج حاصله نشان می دهند که استفاده از موتورهای بدون جاروبک در این کاربرد می تواند گامی بسیار بزرگ در صرفه جویی در مصرف انرژی، حفظ محیط زیست و کاهش مشکلات ناشی از مصرف بی رویه برق در کشور باشد.

امروزه با توجه به گسترش روزافزون کاربرد موتورهای الکتریکی در بخش های خانگی، تجاری و صنعتی، جهت مصرف بهینه انرژی الکتریکی، طراحی و ساخت موتورهای الکتریکی پربازده و درایوهای سرعت متغیر مربوطه موردتوجه سازندگان این نوع تجهیزات قرار گرفته است. از این میان، موتورهای DC بدون جاروبک (BLDC) به دلیل مزایای فراوان نظیر بازده بالا، چگالی توان و گشتاور زیاد، سهولت در کنترل، روش ساخت ساده ، قابلیت اطمینان بالا، و نگهداری کم هزینه تر، طی دو دهه اخیر در زمینه های مختلف به کار گرفته شده اند. این موتور از جهت ساختمان شبیه موتور سنکرون آهنربای دائم (PMSM) است اما به سادگی موتور DC کنترل می گردد. این ویژگی ها سبب گردیده است تا اقبال بسیار زیادی به استفاده از این موتورها در طیف وسیعی از کاربردها نشان داده شود. این مقاله با هدف کمک به توسعه و ترویج استفاده از این موتورها در کاربردهای مختلف صنعتی و نیمه صنعتی، مروری به جنبه های مختلف موتورهای BLDC شامل ویژگی ها، مدل سازی، اینورترهای مورد استفاده و تحلیل روش های مختلف کنترلی و در نهایت به بیان نکات پیاده سازی درایو موتور BLDC می پردازد. مزایا و معایب روش های مختلف کنترلی موتور BLDC، نکات مربوط به استفاده از روش های کنترل بدون حسگر، موثر بودن روش های کاهش ریپل گشتاور ناشی از کموتاسیون و کنترل در ناحیه کاهش شار برای یک موتور BLDC با جزئیات بیشتری توصیف می گردند. درنهایت در خصوص استفاده از روش های فوق در یک درایو تجاری موتور BLDC پیشنهاداتی ارائه می گردد.

این مقاله به منظور توسعه فن آوری خودروهای هیبرید برقی و استفاده از منابع موجود در کشور، به توصیف مراحل طراحی و ساخت اولین خودروی سواری هیبرید برقی با پلت فرم پراید در ایران با نام شاهب 2 پرداخته است. در این خودرو با توجه به هزینه و محدودیت زمانی، از آرایش موازی نوع مستقل یا TTR (Trough –the –Road) استفاده شده است. موتور احتراق داخلی در این خودرو، همان موتور پراید CC 1300 است. بخش نیرومحرکه الکتریکی خودرو روی محور عقب خودرو قرار داده شده اند. موتور الکتریکی مورد استفاده از نوع PMSM با توان نامی kW 22 بوده که به روش کنترل برداری و با اینورتر بردار فضایی در دو حالت کنترل سرعت و کنترل گشتاور کار می کند. برای ذخیره سازی انرژی الکتریکی از باتری های نوع لیتیم-یون پلیمر با مجموع ولتاژ 192 ولت استفاده گردیده است. برای عملکرد مناسب خودرو در حالت های مختلف، واحد کنترل هیبرید (HCU) به نحوی طراحی و ساخته شده است که می تواند خودرو را در حالات فقط برقی، فقط احتراقی، عملکرد هیبریدی و حالت ترمزی بازیاب قرار دهد. راهبرد کنترلی در این خودرو از نوع کنترل On/Off بوده که با میکروکنترلر پیاده سازی گردیده است. با توجه به اضافه شدن سیستم محرکه الکتریکی به خودرو و در نتیجه تغییر وزن و مرکز جرم خودرو، و جهت افزایش پایداری، شاسی تقویت گردیده که نتایج با نرم افزار اجزا محدود ANSYS صحه-گذاری گردیده اند. سیستم انتقال نیروی مناسب با نسبت دنده ثابت و دیفرانسیل در بخش عقب خودرو برای موتور الکتریکی طراحی گردیده است. بدنه خودرو نیز از لحاظ آیرودینامیکی در نرم افزارهای Gambitو Fluent تحلیل گردیده است.