ارائه یک ریزالور دو درجه آزادی برای حرکت خطی دو بعدی

نوع مقاله : مقاله پژوهشی

نویسندگان

1 دانشجوی کارشناسی ارشد، دانشگاه علم و صنعت، تهران، ایران

2 دانشیار، دانشگاه علم وصنعت، تهران، ایران

چکیده

امروزه در سرومکانیزم‌های صنعتی، سامانه‌های الکترومغناطیسی با حرکت ترکیبی، با کاربرد فزاینده‌ای مواجه‌اند. این سامانه‌ها، عمدتاً، با دو درجه آزادی کار می‌کنند. در این محرکه‌ها، به منظور افزایش توان حجمی ناگزیر از آهنربا استفاده می‌شود. به منظور انجام کموتاسیون الکترونیکی بهینه و کنترل موقعیت بخش متحرک، سیستم کنترل باید موقعیت مرکز بخش متحرک را داشته باشد. در این پژوهش، تشخیص مختصات این نقطه، با استفاده از مجموعه‌ای از سلسین‌های 90 درجه خطی (ریزالورهای خطی)، بررسی می‌شود. ریزالور خطی نوعی حسگر موقعیت است که قابلیت کارکرد در محیط‌های با آلودگی‌های صنعتی را دارد. اما برای تعیین مختصات کارتزین مرکز بخش متحرک، استفاده از دو ریزالور خطی با چالش‌هایی مواجه است. مطالعه حاضر، ضمن بررسی این چالش‌ها و به منظور رفع آنها، ساختار نوینی را پیشنهاد می‌کند. این تحقیق، کارایی ریزالور پیشنهادی را در مقابل استفاده از دو ریزالور خطی در تعیین موقعیت مرکز بخش متحرک، نشان‌ می‌دهد. این کارایی، در شبیه‌سازی‌های اجزای محدود سه بعدی و مقایسه با تست‌های عملی، نمایان است.

کلیدواژه‌ها


Smiley face

[1]     K. Kim, “Analysis on the characteristics of variable reluctance resolver considering uneven magnetic fields,” IEEE Trans. Magn., vol. 49, no. 7, pp. 3858-3861, Jul. 2013.
[2]     X. Ge, Z. Q. Zhu, R. Ren, and J. T. Chen “A Novel variable reluctance resolver for HEV/EV applications”, IEEE Trans. Ind. Appl., vol. 52, no. 4, pp. 2872 - 2880, July-Aug. 2016.
[3]     X. Ge, Z. Q. Zhu, R. Ren, and J. T. Chen, “A Novel Variable Reluctance Resolver with Nonoverlapping Tooth–Coil Windings,”  IEEE Trans. Energy Convers., vol. 30, no. 2, pp. 784-794, Jun 2015.
[4]     F. Zare, Z. Nasiri-Gheidari, and F. Tootoonchian, “The effect of winding arrangements on measurement accuracy of sinusoidal rotor resolver under fault conditions,” in Measurement, vol. 131, pp. 162-172, 2019. (In Persian)
[5]     Z. Nasiri-Gheidari, “Design, Performance Analysis, and Prototyping of Linear Resolvers”, in IEEE Trans. Energy Convers., vol. 32, no. 4, pp. 1-10, Dec. 2017. (In Persian)
[6]     H. Saneie, Z. Nasiri-Gheidari, and F. Tootoonchian, “The influence of winding's pole pairs on position error of linear resolvers,” Iranian Conference on Electrical Engineering (ICEE), Tehran, 2017, pp. 949-954, 2017. (In Persian)
[7]     H. Saneie, Z. Nasiri-Gheidari, and  F. Tootoonchian, “An Analytical Model for Performance Prediction of Linear Resolver”, in IET Electr. Power Appl., vol. 11, no. 8, pp. 1457-1465, Sep. 2017. (In Persian)
[8]     A. Paymozd, H. Saneie, Z. Nasiri-Gheidari, and 
F. Tootoonchian, “Subdomain Model for Predicting the Performance of Linear Resolver Considering End Effect and Slotting Effect,”  in IEEE Sensors Journal, vol. 20, no. 24, pp. 14747-14755, 15 Dec.15, 2020. (In Persian)
[9]     A. Paymozd, H. Saneie, and Z. Nasiri-Gheidari, “Analytical Modelling of Linear Resolver Considering Longitudinal End Effect”, Journal of Applied Electromagnetics, accepted for publication (In Persian)
[10]  A. Daniar, Z. Nasiri-Gheidari, and  F. Tootoonchian, “Position Error Calculation of Linear Resolver under Mechanical Fault Conditions,” in IET Sci. Meas. Technol., vol. 11, no. 7, pp. 948 - 954, 2017. (In Persian)

[11]  A. Daniar and Z. Nasiri-Gheidari, “The influence of different configurations on position error of linear variable reluctance resolvers,”   Iranian Conference on Electrical Engineering (ICEE),  pp. 955-960, 2017.
 (In Persian)
[12]  A. Daniar, Z. Nasiri-Gheidari, and F. Tootoonchian, “Performance Analysis of Linear Variable Reluctance Resolvers Based on Improved Winding Function Approach,” in IEEE Trans. Energy Convers., vol. 33, no. 3, pp. 1422-1430, Sept. 2018. (In Persian)
[13]  L. Sun, J. Taylor, A. D. Callegaro, and A. Emadi, “Stator PM-Based Variable Reluctance Resolver with Advantage of Motional back-EMF,‌” IEEE Trans. on Industrial Electronics, early access 
[14]  M. Bahari and Z. Nasiri-Gheidari, “Longitudinal End Effect in a Variable Area Linear Resolver and its Compensating Methods,” Electrical Engineering (ICEE), Iranian Conference on, Mashhad, pp. 1316-1321. 2018. (In Persian)
[15]  M. Bahari, R. Alipour-Sarabi, Z. Nasiri-Gheidari,
 and  F.  Tootoonchian, “Proposal of Winding Function Model for Geometrical Optimization of Linear Sinusoidal Area Resolvers,”  in IEEE Sens.
  vol. 19, no. 14, pp. 5506-5513, 15 July15, 2019. (In Persian)
[16]  J. Si,  L.  Ai,  H.  Feng,  Y.  Zhu, and Y. Hu, “Analysis on coupling effect of 2 - DOF direct drive induction motor based on 3-D model,”  International Conference on Electrical Machines and Systems (ICEMS), Hangzhou, China, pp. 1157-1163, 2014.
[17]  H. Lee,  “An Analytic Analysis of the Multi-Degree-of-Freedom Actuator,” in IEEE Transactions on Magnetics, vol. 51, no. 3, pp. 1-4, March 2015. 
[18]  S. Yamaguchi, S. Tanaka, T. Shimono, Y. Fujimoto, T. Nozaki,  and T. Mizoguchi, “Design and analysis of cross-coupled 2 DOFs planar direct drive motor,”  European Conference on Power Electronics and Applications (EPE'15 ECCE-Europe), Geneva, Switzerland, pp. 1-8, 2015.
[19]  S. Tanaka, T. Shimono, and Y. Fujimoto, “Optimal design of length factor for cross-coupled 2-DOF motor with Halbach magnet array,”  IEEE International Conference on Mechatronics (ICM), Nagoya, Japan, pp. 529-534, 2015.
[20]  F. Tootoonhian, “Optimal Design and Manufacturing of An Electromagnetic Angular position Sensor Using 90˚ Selsyn (Resolver) For Reduction of Position Error,” Ph.D. dissertation, Dept. Elect. Eng., K. N. Toosi University of Technology, Tehran, Iran, Sept. 2012 (In Persian)
دوره 10، شماره 1 - شماره پیاپی 24
شماره پیاپی 24، دوفصلنامه بهار و تابستان
فروردین 1401
صفحه 81-90
  • تاریخ دریافت: 12 اردیبهشت 1400
  • تاریخ بازنگری: 12 دی 1400
  • تاریخ پذیرش: 13 بهمن 1400