محركه ماشين هاي بدون جارويك (Brushless DC Motor) به عنوان يك جايگزين مناسب براي محركه هاي بكار رفته در كاربرد هاي خانگي وتجاري مانند يخچال ها و سيستم هاي تهويه و دمنده و ... مطرح هستند. در چنين كاربرد هايي از محركه هاي رايج القايي تكفاز و يا ماشين هاي جريان مستقيم مرسوم استفاده مي كنند. ماشين هاي القايي تكفاز با راندمان پائين و ماشين هاي جريان مستقيم مرسوم با تعميرات و نگهداري بالا همراه هستند. در مقابل ماشين هاي بدون جاروبك جريان مستقيم داراي راندمان بالا، نگهداري پائين و طول عمر زيادي هستند. هدف از اين نوآوري، كاهش هزينه توليد محركه و افزايش قابليت اطمينان براي محركه موتور هاي بدون جاروبك جريان مستقيم است. در اين پژوهش، يك روش كنترل سرعت ديجيتال بدون حسگر نوين براي ماشين بدون جاروبك جريان مستقيم ارائه شده است. بر خلاف ساير روش هاي كنترل سرعت، در نوآوري مد نظر رگولاتور تناسبي-انتگرال گير (Proportional plus integral regulator) حذف شده است. بنابراين حلقه فيدبك سرعت در محركه مد نظر مينيمم شده است. اين امر به معناي كاهش حافظه مورد نياز تراشه هاي كنترل سرعت صنعتي-تجاري است، كه به كاهش هزينه توليد تراشه منجر مي گردد. از سوي ديگر حذف حسگرهاي موقعيت و مدارهاي واسط براي به كارگيري آنها، به معناي قابليت اطمينان بالا، فضاي مورد نياز كمتر و كاهش هزينه توليد است. روش كنترل مد نظر ساده، بدون محاسبات پيچيده، پايدار و مقاوم است. كنترل سرعت با تغيير دوره كاري سيگنال PWM، صورت مي گيرد. دوره كاري تنها بين دو مقدار از پيش تعيين شده تغيير مي كند. سرعت موتور به طور مستقيم با مرجع سرعت مقايسه مي شود. براي افزايش سرعت، دوره كاري بزرگتر و براي كاهش سرعت، دوره كاري كوچكتر انتخاب مي شود. از آن جايي كه ثابت زماني مكانيكي سيستم به مراتب بزرگ تر از ثابت زماني الكتريكي سيستم است، كنترل سرعت موتور با كليد زني متوالي حاصل مي گردد. پيشنهاد، طراحي و ساخت اين محركه براي نخستين بار در ايران و خارج از كشور صورت گرفته است.

كوپلر هاي جريان گردابي داراي كاربرد هاي وسيعي از قبيل انتقال بدون تماس گشتاور، راه اندازي نرم، حذف (فيلتر كردن) لرزش و نوسانات، ايزوله كردن سيستم محركه از بار در هنگام كار با مواد سمي و غيره، و همچنين كوپل توربين هاي بادي به ژنراتور سنكرون آهنرباي دائم كه باعث حذف گيربكس، صاف شدن توان خروجي و افزايش پايداري مي شود. ساختار پيشنهادي داراي آهنرباهاي داخلي بوده كه در عين سادگي و كم هزينه بودن، به راحتي در كاربرد هاي مختلف قابل استفاده بوده و استحكام بالايي دارد، و در برگيرنده مزاياي زيادي از جنبه هاي مغناطيسي و مكانيكي مي باشد، از قبيل: آهنرباها ديگر در معرض شار هاي عكس العمل ناشي از جريان هاي القا شده در نوار رسانا، كه اثرات ضد مغناطيسي دارند، نيستند، نيروي مزاحم گريز از مركز روي آنها مهار شده است، آهنربا ها ديگر در معرض مستقيم حرارت ناشي از جريان هاي القايي نيستند، آهنربا ها كه بسيار شكننده هستند در داخل آهن نصب شده و توسط آنها محافظت مي شوند. موارد فوق موجب بهبود عملكرد و افزايش طول عمر دستگاه مي شود.

به نام خدا خلاصه اختراع با عنوان: منبع تغذيه سوئيچينگ رزونانسي جريان ثابت با بازده بالا مناسب براي كاربرد تغذيه ديود ليزري مبدل پيشنهادي از نوع مبدلهاي رزونانسي بوده و مزاياي زيادي از قبيل كليدزني نرم، عملكرد در فركانس بالا و در نتيجه كاهش ابعاد مبدل و بازدهي بالا را دارا مي باشد. در اين پژوهش مبدل رزونانسي براي كاربرد در تغذيه ديود ليزري معرفي، طراحي و يك نمونه از آن ساخته شده است. زمينه فني اين اختراع در حوزه برق، مبدل¬هاي DC به DC و ديود ليزري است. مبدل¬هاي رزونانسي داراي خواص ويژه¬اي هستندكه سبب برتري آنها نسبت به ساير مبدل¬هاي متداول در زمينه الكترونيك قدرت مي¬باشد. از جمله كاربردهاي اين نوع از مبدل¬ها خصوصا كاربردهاي ديگر مبدل پيشنهادي علاوه بر كاربرد آن به عنوان منبع تغذيه ديودهاي ليزري مي¬توان به استفاده از آن در جوشكاري قوس الكتريكي، منابع تغذيه مغناطيسي، سيستم¬هاي روشنايي، شارژ باتري، شارژ خازن و استفاده از آن براي فرآيندهاي الكتروشيميايي اشاره كرد. هدف اصلي در ارائه اين مبدل، تغذيه مجموعه¬ ديودهاي ليزري با منبعي داراي بازدهي بالا و تلفات كليدزني كم و مقاوم در برابر تغييرات بار _حتي بدون حلقه كنترلي_ مي¬باشد؛ چرا كه از جمله خواص اين مبدل مقاوم بودن آن در برابر تغيير بار بدون حلقه فيدبك است كه آن نيز ناشي از طراحي خاص فيلتر آن مي باشد كه از خاصيت Immittance در آن استفاده شده است. اين مبدل رزونانسي جريان ثابت، نسبت به مبدلهاي ديگر غير رزونانسي داراي ويژگيهاي زير است: 1- ايجاد سد DC ترانس ايزولاسيون 2- تلفات كليدزني كمتر در نتيجه بازده بالاتر است. 3- امكان ادغام عناصر پارازيتي ترانس و در نتيجه حجم و وزن مبدل كمتر است. 4- فركانس كليدزني بالاتر است. 5- در ولتاژ ورودي ثابت، جريان خروجي تحت شرايط بارگذاري مختلف _حتي بدون حلقه كنترلي (open loop) _ ثابت است.

‏در اين دستگاه از توپولوژي اينورترPush-Pull ‏ منبع جرياني استفاده شده است. اين ساختار براي اولين بار در صنعت كوره القايي پيشنهاد شده است. در راستاي اين پژوهش نيز تاكنون سه مقاله بين المللي از اينجانب به چاپ رسيده است و در اين متن به منظور توضيح بيشتر به اين مقالات ارجاع داده شده است. نمونه ديگري از اين ساختار، توپولوژي تمام پل مي باشد كه براي توان هاي متوسط مورد استفاده قرار مي گيرد. در اين پژوهش تنها يك نمونه آزمايشگاهي از اين طرح پياده سازي شده است كه ولتاژ نامي آن ( ac input: 60V (rms ‏ و توان نامي آن 300W ‏ مي باشد. در اين اينورتر هركدام از كليدهاي power MOSFET ‏ با يك ديود شاتكي MUR860 ‏ سري شده اند تا از اتصال كوتاه شدن خازن رزونانس تانك توسط كليدهاي قدرت در زمان هاي گذرا جلوگيري كنند ‏در اين دستگاه به منظور كاهش ميزانTHD در جريان كشيده شده از شبكه برق، از يك ساختار ساده PFC ‏ استفاده شده است. در اين روش ساده ميزان SUR ‏ كليدها كاهش مي يابد، اما در مقابل آن THD ‏ پايين بدست خواهد آمد ‏در اين ساخننار روش كنترلي مورد نظر روش مرسوم Integral Cycle ‏ است. براي اين منظور از ميكروكنترلر ATmega8 ‏ به عنوان پردازنده مدار كنترلي استفاده شده است و از طريق پايه ي وقفه INT1 ‏ تعداد سيكل هاي سپري شده را شمارش مي كند. ‏در اين اينورتر از مدار PLC ‏ به منظور رسيدن به سوئيچ زني نرم استفاده شده است. در اين روش مدار PLL ‏ همزمان فركانس رزونانس را دنبال مي كند. در مدار PLL ‏ از آي سي HC/HCT4046A ‏ استفاده شده است كه به منظور توليد سبگنال مرجع از يك ( PT (Potential Transformers ‏ استفاده شده است.