انتخاب کلیدزنی مناسب برای کاهش تلفات موتورBLDC

کاربرد موتور 1BLDC در صنایع دفاعی و نظامی بسیار گسترده است. این موتور به دلیل چگالی انرژی بالا ، گشتاور زیاد ، تلفات کم ، تعمیر و نگهداری کم و ... برای نیرو محرکه پهپاد و زیردریایی ، ایجاد گشتاوربرای کاربردهای کنترلی و کاربردهای سرعت بالا مانند ژیروسکوپ استفاده میشود. کاهش تلفات الکتریکی در کاربردهای نظامی، به دلیل محدود بودن انرژی الکتریکی موجود در بیشتر تجهیزات نظامی از جمله تجهیزاتفضایی ، هوایی و تجهیزات قابل حمل ، از اهمیت ویژهای برخوردار است. موتور BLDC به دلیل داشتن درایو با کلیدهای الکترونیک قدرت دارای تلفات کلیدزنی قابل توجهی مخصوصا در سرعتهای بالااست. تلفات کلیدها ، علاوه بر هدر دادن انرژی باعث گرم شدن مدار میشوند. در نتیجه طراح مجبور میشود از هیت سینکهای بزرگتری برای خنکسازی کلیدها استفاده کند. با کم شدن تلفات کلیدزنی ،حجم هیت سینک هر کلید نیز کاهش مییابد که به نوبه خود باعث کوچک شدن حجم مدار میشود. یکی از اصلیترین بخشهای تلفات موتور BLDC ، تلفات کلیدزنی درکلیدهای درایو است. سهم بخشهای دیگر مدار مانند کنترل کننده- های گیت و مدارهای کنترلی ، بسیار کمتر و قابل چشمپوشی است. ، ] اتلاف توان کلیدها به نحوه کلیدزنی ارتباط نزدیکی دارد. در ] 1Bhogineni و Rajagopal انواع pwm را برای کلیدزنی موتور BLDC ، ] بررسی کردهاند. در ] 2 Syed A. Hossain و Pedro Reis تلفات کلیدزنی چهار نوع pwm ، ] را بررسی کردهاند. همچنین در ] 3آقاجانی و اورعی ، یک نوع pwm جدید برای کاهش تلفات کلیدزنی ارائه کردهاند. ولی هیچ از مقالات یاد شده ، به صراحت مقدار تلفات درایو ، قبل و بعد از اعمال کلیدزنی مورد نظر را محاسبه نکردهاند. درنتیجه مشخص نیست که این روشهای کلیدزنی، چه مقدار از تلفات درایو را کاهش میدهند و بازده موتور در چه سطح است. در این مقاله ، انواع کلیدزنیها برای درایو موتور BLDC بررسی شدهو میزان تلفات کلیدزنی برای هر یک از روشها بدست آمده است. به این ترتیب مزیتها و معایب هر یک از روشها بطور دقیق مشخص گردیده است. شبیهسازی ها در نرمافزار simplorer انجام شده و ازموتور مدل شده در نرمافزار Maxwell برای شبیه سازی استفاده شده است. با استفاده از این دو نرمافزار ، مدل دقیق کلیدهای الکترونیک قدرت و موتور بدست آمده است که در مقایسه با مدل قرار گرفته شده در Simulink متلب ، بسیار دقیقتر و به واقعیت نزدیکتر است. موتور شبیهسازی شده در این مقاله ، موتور 05 وات و 15555 دور بر 2 دقیقه است که در طبقه موتورهای سرعت بالا قرار میگیرد. این موتور برای استفاده در ژیروسکوپ طراحی شده و باید با کمترین تلفات الکتریکی استفاده شود. در بخش بعد به معرفی انواع روشهای کلیدزنی برای درایو موتورBLDC پرداخته میشود و سپس در بخش سوم ، نتایج حاصل از شبیهسازی و تلفات هر یک از روشها بصورت مقایسهای ارائه میگردد که به خواننده این امکان را میدهد که بصورت واضح تاثیر هر یک از روشها را بر روی تلفات کلیدزنی بررسی نماید