Δυναμική ανάλυση κινητήρων συνεχούς ρεύματος

Φούσκας, Ευάγγελος

dc.contributor.advisor	Συγγερίδου, Ολυμπιάδα
dc.contributor.author	Φούσκας, Ευάγγελος
dc.date.accessioned	2025-02-27T10:55:53Z
dc.date.available	2025-02-27T10:55:53Z
dc.date.issued	2025-02-25
dc.identifier.uri	https://polynoe.lib.uniwa.gr/xmlui/handle/11400/8497
dc.description.abstract	Η παρούσα εργασία επικεντρώνεται στη μοντελοποίηση, τον έλεγχο και την προσομοίωση ενός κινητήρα Brushless DC (BLDC), χρησιμοποιώντας έναν καινοτόμο αλγόριθμο ελέγχου Proportional-Integral (PI). Ο στόχος της μελέτης ήταν η επίτευξη δυναμικής ρύθμισης της απόδοσης του κινητήρα υπό διαφορετικές συνθήκες λειτουργίας, διατηρώντας την απαραίτητη ταχύτητα, ροπή και σταθερότητα για βιομηχανικές εφαρμογές και ηλεκτρικά οχήματα. Για τη μοντελοποίηση του κινητήρα, χρησιμοποιήθηκαν προηγμένες μαθηματικές εξισώσεις που περιγράφουν τη δυναμική του κινητήρα, συμπεριλαμβανομένων της ροής, της ηλεκτρεγερτικής δύναμης (ΗΕΔ) αντίδρασης του στάτη (Back EMF), των ρευμάτων του στάτη και της παραγωγής ροπής. Το σύστημα ελέγχου βασίστηκε σε έναν ελεγκτή PI, ο οποίος ρυθμίζει δυναμικά τις τάσεις και τα ρεύματα που εφαρμόζονται στις περιελίξεις του στάτη, με στόχο τη διατήρηση της επιθυμητής ταχύτητας και ροπής, ανεξάρτητα από τις εξωτερικές διακυμάνσεις. Η προσομοίωση πραγματοποιήθηκε στο περιβάλλον MATLAB/Simulink, όπου εξετάστηκαν διάφορες παράμετροι, όπως οι ταχύτητες (ηλεκτρική και μηχανική), οι ροπές, η ροή, η ισχύς εξόδου και τα σήματα Hall effect. Τα αποτελέσματα της προσομοίωσης ανέδειξαν την αποτελεσματικότητα του προτεινόμενου ελεγκτή PI στη ρύθμιση της ταχύτητας και της ροπής, διατηρώντας τη σταθερότητα του κινητήρα ακόμη και σε περιπτώσεις απότομων μεταβολών ταχύτητας. Συγκεκριμένα, η ανάλυση των ρευμάτων του στάτη έδειξε ότι ο ελεγκτής ανταποκρίνεται άμεσα σε αλλαγές στα σημεία αναφοράς ταχύτητας, διασφαλίζοντας την ομαλή λειτουργία του κινητήρα. Παρομοίως, η ρύθμιση της Back EMF και της ροής απέδειξε την ικανότητα του συστήματος να διατηρεί τη μαγνητική και ηλεκτρική σταθερότητα του κινητήρα, προστατεύοντας τον από φαινόμενα υπερφόρτωσης ή αστάθειας. Τα αποτελέσματα επιβεβαίωσαν ότι ο κινητήρας BLDC μπορεί να λειτουργήσει με υψηλή αποδοτικότητα, αξιοπιστία και δυναμική ανταπόκριση, καθιστώντας τον κατάλληλο για εφαρμογές όπως η βιομηχανική αυτοματοποίηση και τα ηλεκτρικά οχήματα. Επιπλέον, το σύστημα ελέγχου έδειξε ανθεκτικότητα σε μεταβαλλόμενα φορτία και περιβαλλοντικές συνθήκες, προσφέροντας σταθερή απόδοση και παρατείνοντας τη διάρκεια ζωής του κινητήρα. Μελλοντικές προοπτικές περιλαμβάνουν την εφαρμογή πιο προηγμένων αλγορίθμων ελέγχου, όπως προσαρμοστικοί ή προβλεπτικοί έλεγχοι, την ενσωμάτωση διαγνωστικών μηχανισμών για την ανίχνευση βλαβών και την περαιτέρω βελτιστοποίηση του ελεγκτή PI για ακόμη μεγαλύτερη ακρίβεια και απόδοση.	el
dc.format.extent	90	el
dc.language.iso	el	el
dc.publisher	Πανεπιστήμιο Δυτικής Αττικής	el
dc.rights	Αναφορά Δημιουργού - Μη Εμπορική Χρήση - Παρόμοια Διανομή 4.0 Διεθνές	*
dc.rights.uri	https://creativecommons.org/licenses/by-nc-sa/4.0/deed.el	*
dc.subject	BLDC κινητήρες	el
dc.subject	Έλεγχος ταχύτητας	el
dc.subject	Back EMF	el
dc.subject	Προσομοίωση	el
dc.subject	MATLAB	el
dc.subject	Simulink	el
dc.subject	Βιομηχανικός αυτοματισμός	el
dc.subject	Αισθητήρες Hall	el
dc.subject	Αλγόριθμοι	el
dc.subject	PI controller	el
dc.subject	Κινητήρες συνεχούς ρεύματος	el
dc.title	Δυναμική ανάλυση κινητήρων συνεχούς ρεύματος	el
dc.title.alternative	Dynamic analysis of electric dc motors	el
dc.type	Διπλωματική εργασία	el
dc.contributor.committee	Καραϊσάς, Πέτρος
dc.contributor.committee	kalkanis, konstantinos
dc.contributor.faculty	Σχολή Μηχανικών	el
dc.contributor.department	Τμήμα Ηλεκτρολόγων και Ηλεκτρονικών Μηχανικών	el
dc.description.abstracttranslated	This study focuses on the modeling, control, and simulation of a Brushless DC (BLDC) motor using an innovative Proportional-Integral (PI) control algorithm. The objective was to achieve dynamic regulation of the motor’s performance under varying operating conditions, maintaining the required speed, torque, and stability for industrial applications and electric vehicles. Advanced mathematical equations were employed for modeling the motor, and describing its dynamics, including flux, back electromotive force (Back EMF), stator currents, and torque generation. The control system was based on a PI controller, which dynamically adjusted the voltages and currents applied to the stator windings to sustain the desired speed and torque, regardless of external disturbances. The simulation was conducted in MATLAB/Simulink, analyzing various parameters such as speeds (electrical and mechanical), torques, flux, output power, and Hall effect signals. The results demonstrated the effectiveness of the proposed PI controller in regulating speed and torque, maintaining motor stability even during sudden speed changes. Specifically, the stator current analysis revealed that the controller promptly responded to changes in speed setpoints, ensuring smooth motor operation. Similarly, the regulation of Back EMF and flux proved the system’s capability to maintain the motor’s magnetic and electrical stability, protecting it from overload or instability issues. The findings confirmed that the BLDC motor could operate with high efficiency, reliability, and dynamic responsiveness, making it suitable for applications such as industrial automation and electric vehicles. Furthermore, the control system exhibited robustness to varying loads and environmental conditions, ensuring stable performance and extending the motor’s lifespan. Future prospects include implementing advanced control algorithms, such as adaptive or predictive control, integrating fault detection mechanisms, and further optimizing the PI controller for enhanced accuracy and performance.	el

Αρχεία σε αυτό το τεκμήριο

Όνομα:: ΔΥΝΑΜΙΚΗ ΑΝΑΛΥΣΗ ΚΙΝΗΤΗΡΩΝ ...
Μέγεθος:: 4.185Mb
Τύπος:: PDF
Περιγραφή:: ΠΤΥΧΙΑΚΗ ΕΡΓΑΣΙΑ

Προβολή/Άνοιγμα

Αυτό το τεκμήριο εμφανίζεται στις ακόλουθες συλλογές

Διπλωματικές εργασίες
Διπλωματικές εργασίες τμήματος Ηλεκτρολόγων και Ηλεκτρονικών Μηχανικών

Εμφάνιση απλής εγγραφής

Αναφορά Δημιουργού - Μη Εμπορική Χρήση - Παρόμοια Διανομή 4.0 Διεθνές

Εκτός από όπου επισημαίνεται κάτι διαφορετικό, το τεκμήριο διανέμεται με την ακόλουθη άδεια:
Αναφορά Δημιουργού - Μη Εμπορική Χρήση - Παρόμοια Διανομή 4.0 Διεθνές