آشنایی مختصر با دوره درایو موتورهای الکتریکی

 

امروزه به علت تنوع زیاد موتورهای الکتریکی، در کاربردهای عمومی و صنعتی مختلفی از آنها استفاده می شود که شامل: آسانسورها، دستگاه های چاپ ، تجهیزات اتوماسیون، دستگاه های پخش CD و DVD ، لوازم خانگی مانند فن ها، یخچال، ماشین لباسشویی ، تجهیزات اداری نظیر پرینترها، کامپیوترها ، ماشینهای فکس، انواع و اقسام ربات ها با کارکردهای مختلف و هزاران دستگاه دیگر می شود . کار با انواع درایورها و کنترل کننده های دور موتور که با هدف راه اندازی و تنظیم دور الکتروموتورها استفاده می شوند از اهمیت بسیار بالایی برخوردار است . درایورها وظیفه راه اندازی موتور را بر عهده دارند و قادرند موتور را بطور نرم و کاملا کنترل شده استارت و استپ نمایند. کنترل کننده های دور موتور نیز می توانند دور موتور را از صفر rpm تا چند برابر دور نامی موتور و بطور پیوسته تغییر دهند.

توانایی درایو و استارت و استپ مناسب الکتروموتورها با استفاده از تکنیک های برنامه نویسی میکروکنترلرها و طراحی مدارهای واسط جهت کنترل موتور موجب کاهش قابل ملاحظه تنش های مکانیکی و الکتریکی در کوپلینگ ها و سایر ادوات دوار می گردد .

تحلیل بازار کار

 

مزایای استفاده از کنترل کننده ها و درایورهای موتورهای الکتریکی از جمله كاهش انرژي مصرفي و لذا كاهش هزينه برق، كاهش جريان راه اندازي و در نتيجه طولاني شدن عمر موتور ، امكان تغيير سرعت موتور، امكان تغيير جهت حركت موتور، داشتن حفاظت در برابر اضافه بار، امكان كنترل از راه دور، ايجاد سرعت بيشتر از سرعت نامي موتور، برنامه ريزي كردن حركت و ... موجب نیاز صنعت به مهندسین توانمند در طراحی سیستم های کنترلی شده است . مهندسینی که با استفاده از تکنیک های برنامه نویسی ،طراحی مدارهای دیجیتال و مدارهای مبتنی بر میکروکنترلر تجربه پیاده سازی این نوع مدارها را داشته باشند .

توانایی دانشجو پس از پایان دوره درایو موتورهای الکتریکی

 

دانشجو در پایان دوره می تواند :

• انواع موتورهای DC را با استفاده از مدارهای درایور Buck, Half Bridge, Full Bridge, ... کنترل و درایو نماید

• با مفاهیم کنترل حلقه بسته و حلقه کنترلی PID آشنا می شود

• انواع موتورهای پله ای را با روش های Full Step, Half Step, micro Step راه اندازی نماید

• انواع موتورهای سروو را کنترل و راه اندازی نماید

• با استفاده از میکروکنترلر AVR و برنامه نویسی به زبان C مدارهای کنترلی طراحی و پیاده سازی نماید

• ربات های مسیریاب و بازو را توسط برنامه نویسی کنترل نماید

• با تکنیک های کنترل سرعت و دور ، شمارش تعداد دوران و موقعیت قرار گیری موتورهای الکتریکی آشنا می شود

شیوه برگزاری کلاس

 

در دوره آموزشی درایو موتورهای الکتریکی ضمن آشنایی با نحوه عملکرد موتور های الکتریکی و تشریح مزایا و معایب هر یک از موتورهای موجود ؛ با تکنیک ها و روش های راه اندازی و به کارگیری این موتورها در پروژه های صنعتی و تجاری آشنا خواهیم شد.

راه اندازی موتورها به دو بخش سخت افزار (درایور) و نرم افزار که نحوه کنترل موتور را مدیریت می کند تقسیم می شود که در کلاس کنترل الکتروموتورها انواع سخت افزار های قابل استفاده برای راه اندازی هر یک از موتورها ، تحلیل مدار درایورهای موتورهای الکتریکی و روش های نرم افزاری رایج برای کنترل و استفاده از موتورهای الکتریکی بررسی خواهد شد.

جهت آشنایی عملی و راه اندازی سخت افزاری موتورهای الکتریکی برای آموزش موتور DC از ربات های مسیریاب و برای آموزش راه اندازی موتورهای Stepper و Servo از ربات بازو در کلاس استفاده خواهد شد و برای درایو موتور توسط میکروکنترلر از میکرو AVR استفاده خواهد شد .

سرفصل دوره آموزشی درایو موتورهای الکتریکی :

• معرفی انواع الکتروموتورها و بررسی مزایا و معایب هر یک

• بررسی کاربردهای موتورهای الکتریکی در صنعت

• آموزش انواع روش های کنترل و درایو موتورهای الکتریکی

• تحلیل و بررسی انواع مدارهای درایو موتور

• راه اندازی الکتروموتورها توسط میکروکنترلر AVR

• راه اندازی موتور DC

♦ معرفی انواع موتور دی سی

♦ بررسی سخت افزاری انواع روش های درایو موتور DC (Buck, Half Bridge, Full Bridge, ...)

♦ آشنایی با درایور L298 و انواع ماسفت ها به عنوان درایور موتور

♦ تشریح سنسورها و روش های بدست آوردن سرعت موتور DC

♦ نحوه کنترل سرعت موتور DC

♦ آشنایی با مفاهیم کنترل حلقه بسته و بررسی حلقه کنترلی PID

♦ بررسی انکدرهای افزایشی و  absolute جهت تشخیص موقعیت قرارگیری موتور

♦ بررسی عملکرد ربات های مسیریاب و نحوه کنترل موتور برای نگاه داشتن ربات بر روی خط تعریف شده

♦ کنترل حلقه بسته ربات مسیریاب با استفاده از سنسورهای IR به عنوان تشخیص دهنده مسیر حرکت

♦ درایو موتور DC با استفاده از میکروکنترلر AVR

• راه اندازی موتور پله ای (Step motor)

♦ معرفی انواع استپ موتور

♦ آموزش روش های کنترل موتور های پله ای (Full Step, Half Step, micro Step)

♦ کنترل دقیق موقعیت قرارگیری موتور با توجه به دقت هر پله چرخش در موتور

♦ نحوه کنترل موقعیت دقیق بازوی ربات با استفاده از موتور پله ای

♦ درایو استپ موتور با استفاده از میکروکنترلر AVR

• راه اندازی سروو موتور (Servo motor)

♦ معرفی انواع سروو موتورها

♦ بررسی پالسهای PWM جهت کنترل سروو موتورها

♦ استفاده از سروو موتور برای کنترل چرخش با محدودیت زاویه

♦ نحوه کنترل بازوی ربات توسط سروو و تشریح تفاوت عملکرد آن با کنترل توسط موتور پله ای

♦ آموزش استفاده از سروو موتور در کنترل پرنده های بدون سرنشین (پهپاد)

♦ درایو Servo motor با استفاده از میکروکنترلر AVR

عناوین پروژه ها و تمرین های دوره آموزشی درایو موتورهای الکتریکی :

• درایو موتور DC با استفاده از میکروکنترلر AVR

• کنترل حلقه بسته ربات مسیریاب با استفاده از سنسورهای IR به عنوان تشخیص دهنده مسیر حرکت

• نحوه کنترل موقعیت دقیق بازوی ربات با استفاده از موتور پله ای

• درایو Stepper Motor با استفاده از میکروکنترلر AVR

• نحوه کنترل بازوی ربات توسط سروو و تشریح تفاوت عملکرد آن با کنترل توسط موتور پله ای

• درایو Servo motor با استفاده از میکروکنترلر AVR

• پیاده سازی روش های کنترل موتور های پله ای (Full Step, Half Step, micro Step)

• استفاده از سروو موتور برای کنترل چرخش با محدودیت زاویه

دانشجویان و علاقمندانی که تمایل دارند به حوزه درایو الکتروموتورها با استفاده از برنامه نویسی میکروکنترلرها ورود کنند می بایست با تکنیک های برنامه نویسی به صورت مقدماتی مسلط باشند و هم چنین راه اندازی واحدهای مختلف میکروکنترلر AVR و یا هر میکروکنترلر دیگری را تجربه و به صورت عملی پیاده سازی کرده باشند . توصیه می شود مباحث تئوری موتورهای الکتریکی و نحوه کارکرد هر یک از موتورها مطالعه شود تا با آمادگی ذهنی بیشتری در کلاس حضور یابید . با انجام کار عملی و تشریح تجربیات راه اندازی موتورهای الکتریکی در پروژه های مختلف و هم چنین پیاده سازی سخت افزاری و تجربه مناسب و ارزشمندی در پایان دوره خواهیم داشت .  

در حال بروز رسانی

در حال بروز رسانی