به جمع مشترکان مگیران بپیوندید!

تنها با پرداخت 70 هزارتومان حق اشتراک سالانه به متن مقالات دسترسی داشته باشید و 100 مقاله را بدون هزینه دیگری دریافت کنید.

برای پرداخت حق اشتراک اگر عضو هستید وارد شوید در غیر این صورت حساب کاربری جدید ایجاد کنید

عضویت

فهرست مطالب abolfazl halvaei niasar

  • محمدباقر سپهکار، ابوالفضل حلوایی نیاسر *

    در کنترل درایو موتورهای سنکرون آهن ربای دائم (PMSM)، سیستم کنترل باید برای کار در شرایط مختلف و در مواجهه با تغییرات پارامترهای موتور و اغتشاشات ناشناخته خارجی طراحی شود. برای ارتقای عملکرد درایو این موتور، در این مقاله روشی تحت عنوان کنترل پیش بین مستقل از مدل جریان و سرعت (MFPCSC) پیشنهاد شده است. این روش فقط از ورودی و خروجی سیستم استفاده می کند، پارامترهای موتور را در کنترل درایو دخیل نمی کند و نسبت به تغییرات پارامترهای موتور مقاوم است. در حالی که روش های مرسوم کنترل پیش بین مستقل از مدل، نیازمند تنظیم چندین پارامتر کنترلی هستند، در این مقاله برای بهبود عملکرد سیستم درایو این موتور و مقاوم نمودن آن به تغییرات پارامترها و اغتشاشات خارجی، روش کنترل پیش بین مستقل از مدل ارائه شده بر اساس رویتگر غیرخطی اغتشاش (NDO) طراحی می شود. این روش می تواند با دقت و پایداری بیشتری، اغتشاشات سیستم را تخمین بزند و حجم محاسبات آن کم است. نتایج شبیه سازی و آزمایش عملی روش پیشنهادی MFPCSC با ترکیب با رویتگر NDO نشان می دهد که روش کنترلی پیشنهادی، دارای مقاومت بالا به تغییرات پارامترها، پاسخ گذرای مطلوب، ریپل خروجی کوچک و مشخصه های گذرای بهبودیافته است و می تواند اغتشاشات سیستم را به صورت دقیق و پایدار تخمین بزند.

    کلید واژگان: موتور سنکرون آهن ربای دائم, کنترل پیش بین مستقل از مدل, رویتگر غیرخطی اغتشاش, کنترل پیش بین جریان و سرعت}
    Mohammad Bagher SepahKar, Abolfazl Halvaei Niasar *

    In the drive control of permanent magnet synchronous motors (PMSMs), the control system must be designed to work in different conditions and against of changes in motor parameters and unknown disturbances. In order to enhance the drive performance of PMSM motor, the model-predictive control independent of current and speed model (MFPCSC) is proposed in this article. This method only uses the input and output of the system and does not involve the motor parameters in the drive control, and it is robust to the changes of the motor parameters. The conventional model-independent predictive control method requires setting several control parameters. To improve the performance of the drive system of this motor and make it robust to changes in parameters and disturbances, the proposed MFPCSC method is designed based on the nonlinear disturbance observer (NDO). This observer can estimate system disturbances with more accuracy and stability, and the amount of calculations is small. The simulation and practical test results of the proposed MFPCSC method combined with the NDO show that the proposed control method has high robustness to parameter changes, favorable transient response, small output ripple, and improved transient characteristics, and can accurately and stably estimate system disturbances.

    Keywords: Permanent-magnet synchronous motor (PMSM), model-free predictive control (MFPC), nonlinear disturbance observer (NDO), model-free predictive current, speed control (MFPCSC)}
  • احسان بلور کاشانی، ابوالفضل حلوایی نیاسر*

    موتورهای دی سی بدون جاروبک به دلایلی همچون بهره بالا، روش کنترل آسان و قابلیت اطمینان زیاد، امروزه در بسیاری از کاربردهای صنعتی و غیرصنعتی مورد استفاده قرار گرفته اند و روز به روز استفاده از آنها در کاربردهای تولید انبوه به ویژه وسایل خانگی بیشتر می شود. مطابق آمار، خازن های الکترولیتی که برای کاهش ریپل ولتاژ یکسوشده در ورودی اینورتر مورد استفاده قرار می گیرند هم دارای قیمت قابل توجهی هستند و هم به طور ذاتی، بالقوه بیشترین خرابی های درایو را به خود اختصاص داده اند. عواملی همچون دما و همچنین تغییرات ولتاژ بالا، ماده الکترولیت درون این خازن را می تواند تبدیل به بخار نموده و سبب ترکیدگی خازن بشود. در این مقاله با هدف کاهش ظرفیت خازن الکترولیتی و یا استفاده از خازن فیلم نازک سوییچ شونده با ظرفیت پایین در لینک دی سی، یک روش کنترلی جدید بر مبنای کنترل همزمان سرعت و گشتاور ارایه می گردد که استفاده از آن به میزان قابل توجهی ریپل گشتاور ناشی از نوسانات ولتاژ در لینک DC را کاهش می دهد. اعتبار روش معرفی شده با استفاده از شبیه سازی در نرم افزار سیمولینک بررسی شده و در ادامه یک نمونه آزمایشگاهی از این درایو ساخته می شود تا نتایج تیوری و شبیه سازی را صحه گذاری نمایند.

    کلید واژگان: موتور DC بدون جاروبک (BLDC), خازن الکترولیتی, ضربان گشتاور, کاهش هزینه, درایو بدون خازن الکترولیتی}
    Ehsan Boloor Kashani, Abolfazl Halvaei Niasar*

    Brushless DC motors called BLDC are used in many industrial and non-industrial applications today for reasons such as very high efficiency, easy control method and high reliability, and their use is increasingly used in mass production applications, especially home appliances. But these motors require the use of an electric drive, even in constant speed applications. Commercialization of these drives by reducing their price and increasing their reliability is one of the main goals of craftsmen and researchers. These goals have been achieved to some extent by using fewer power switches, reducing the number of current and voltage sensors, eliminating position sensors, and using sensorless control methods. But according to the electrolytic capacitors used to reduce DC voltage ripple are both significantly more expensive and, inherently, potentially cause the most damage to the drive. In this paper, with the aim of eliminating high-capacity electrolytic capacitor and using low capacity switched thin film capacitor in DC link, a new control method based on simultaneous control of speed and torque is presented, the use of which significantly causes torque ripple. Reduced voltage fluctuations in the DC link. The validity of the introduced method is checked using simulation in Simulink software and then a laboratory sample of the drive is tested and the results of theory and simulation are validated.

    Keywords: BLDC motor, Electrolytic capacitor, Torque ripple, Cost reduction, Electrolytic capacitor-less drive}
  • Mostafa Rahideh *, Abbas Ketabi, Abolfazl Halvaei Niasar, Iman Zamani
    This study aims to report on the application of Linear Quadratic Integral (LQI) based global maximum power point tracker (GMPPT) method for transferring the available maximum power from photovoltaic (PV) systems to load in unshaded and shaded conditions. For the maximum power transmission under varying the environmental conditions and partially shaded conditions, MPPT technologies are utilized in PV systems. For the improvement of functioning MPPT, a new two-level control structure which decreases difficulty in the control process and efficiently deals with the uncertainties in the PV systems is introduced. In the proposed approach, the reference voltage at the global maximum power point (GMPP) is estimated by a new scanning algorithm. The difference between the reference voltage and the voltage of the PV array is then used by LQI controller to generate the duty cycle for a boost converter. The design process of the proposed approach is explained as step by step. The benefits of the approach are quicker tracking capability, transferring maximum deliverable power and simple implementation. To verify the proposed method, several irradiation profiles that create several peaks in the P-V curve are used. The simulation results show that the proposed method causes PV systems to track the GMPP immediately so that no oscillation around the GMPP is observed. Therefore, maximum efficiency can be derived from the PV system.
    Keywords: Photovoltaic systems, Maximum power point tracking, Linear Quadratic Integral}
  • Abolfazl Halvaei Niasar *, Hossein Nik Khah, Fariborz EshratAbadi

    Evaporative coolers due to their low cost are used in hot and dry regions of many countries especially in Iran. Conventional evaporative coolers use single-phase induction motors (SPIMs). But the benefits of these motors are very low, and their substitution with high efficient electrical motors is considered by industrial parties. In this paper, the details of using the brushless motor in the application of evaporative cooler are presented. A 1/2 hp brushless motor and drive are designed and built. This motor- drive is tested by a dynamometer and standard testing equipment. Also, for the approval of this motor-drive, a 5000 m3/h direct evaporative water cooler equipped with this motor is examined under the airflow rate test in the reference laboratory. The results obtained in both tests are compared with the test results of a typical SPIM. The results verify an increase of at least 60% for energy efficiency compared to evaporative coolers equipped with SPIM. Moreover, a new control scheme based on power control instead of speed control is proposed to stabilize the outlet airflow rate. The results indicate that use of brushless motors in this application can offer considerable energy saving, and helps to protect environment.

    Keywords: Energy eciency, Electric drive, Energy saving, Evaporative cooler, Power quality, Permanent magnetbrushless motor}
  • Mohammad Kebriaei *, Abolfazl Halvaei Niasar, Abbas Ketabi
    Recently, the pulsed power and pulsed electric field systems used in various industries and these systems have found wide applications. For this reason, using the pulsed power generators that in addition to responding to the needs of the user, are providing the advantages of compactness, high flexibility, high repetition rate and cost efficiency is inevitable. In this paper a hybrid solid state pulsed power generator is introduced that is modular and very flexible. This converter which is a combination of Marx and capacitor diode voltage multiplier, is capable of producing high voltage pulses with varying amplitudes at different frequencies. This proposed converter due to having high reliability, low cost, low weight, and structure’s simplicity can cover a wide area of applications. In this paper after introducing the proposed topology, its analytical design is described and its verification is proved by the simulation results in MATLABSIMULINK and by presenting the measurement results taken from the experimental prototype in low voltages.
    Keywords: pulsed power system, pulsed electric field, Marx generator, capacitor diode voltage multiplier}
  • ابوالفضل حلوایی نیاسر*، حسین نیکخواه، فریبرز عشرت آبادی

    کولرهای آبی به عنوان یکی از کم بازده ترین و پرتعدادترین مصرف کنند گان توان الکتریکی در مناطق وسیعی از ایران مورد استفاده قرار می گیرند. توجه اخیر سازمان های ذی ربط دولتی به اصلاح این مصرف کننده با اصلاح طراحی موتور و یا جایگزینی موتور تک فاز آن با موتورهای با بازده بالاتر نظیر موتور براشلس است. روش کنترلی موتور براشلس مورد استفاده در این کاربرد، اغلب بر مبنای تنظیم سرعت و کار در سرعت یا سرعت های ثابت (مثلا دو سرعت تند و کند) است. اما بررسی های آزمایشگاهی نشان می دهد که با توجه به ماهیت خاص بار کولری و مشخصه دبی فن کولر، مقدار هوادهی فقط به سرعت فن وابسته نیست. کولرهای تجاری برای طول مشخصی از کانال طراحی می شوند و در آن طول، دبی نامی خود را تحویل می دهند. افزایش طول کانال کولر توسط مصرف کننده می تواند سبب کاهش دبی هوا شود و عملا به رغم صرف هزینه، هوادهی مطلوبی حاصل نشود. برای اصلاح این مشکل، در این مقاله روشی جدید برای ایجاد ثبات بیشتر دبی هوا پیشنهاد می شود. برای این منظور به جای استفاده از رویکرد سرعت ثابت، موتور در حالت توان ثابت کنترل می شود. در این مقاله، جزییات به کارگیری موتور براشلس در کاربرد کولر آبی، به همراه نتایج تست یک موتور براشلس نیم اسب بخار (hp 5/0) ساخته شده توسط دستگاه دینامومتر ارایه و با نتایج تست موتور القایی تک فاز مقایسه می شود. در ادامه، یک کولر آبی m3/h 5000 مجهز به این موتور در آزمایشگاه مرجع تحت تست هوادهی قرار می گیرد. تست هوادهی هم در حالت سرعت ثابت و هم در حالت توان ثابت انجام می گیرد. نتایج حاصل در هر دو حالت، بیانگر برتری مطلق موتور براشلس بر موتور تک فاز در کاربرد کولری است و به کارگیری روش کنترلی توان ثابت عملکرد بهتری نسبت به حالت سرعت ثابت را برای کولر آبی رقم می زند.

    کلید واژگان: بازده انرژی, درایو الکتریکی, صرفه جویی در مصرف انرژی, کولر آبی, کنترل توان, کنترل سرعت, موتور آهن ربا دائم بدون جاروبک (براشلس)}
    Abolfazl Halvaei Niasar*, Hossein Nikkhah, Fariborz Eshratabadi

    Evaporative coolers, as one of the least efficient and commonly used electrical power consumers, are used in different areas in Iran. Recent government agencies have focused on the improvement of this consumer by modifying motor designs or the replacement of the single-phase induction motors with higher-efficiency motors, such as brushless motors. The control method of brushless motor, used in this application, is often based on the speed control which is constant (for example, two speeds high and low). However, laboratory tests show that due to special characteristics of the cooler’s fan, the amount of air flow rate is not related to the fan speed alone. Commercial evaporative coolers are designed for a certain length of the channel that is able to deliver its nominal flow. Increasing the length of channel by the owner can reduce the airflow rate and practically, despite the paid cost, no good airflow rate can be achieved. To remedy this problem, a new approach is proposed in this paper to stabilize airflow rate. For this purpose, the motor, instead of using the constant speed control approach, is controlled in a constant power approach. The details of the requirement’s design, the application of brushless motor in the evaporative cooler, as well as the results of the test of a 0.5 hp (horse power) brushless motor using the dynamometer are presented.  The results are compared with the results of a typical single-phase induction motor test. Afterwards, a 5000 m3/h evaporative cooler, equipped with brushless motor, is tested in the reference laboratory under airflow test. The test is carried out both in a constant-speed and in constant-power control approaches. The achieved results indicate the absolute superiority of brushless motor over single-phase induction motors;also the constant power control method has a better performance in comparison with a constant speed method.

    Keywords: Energy Efficiency, Electrical Drive, Energy Saving, Evaporative Cooler, Power Control, Speed Control, Permanent Magnet Brushless Motor}
  • Mostafa Rahideh, Abbas Ketabi *, Abolfazl HalvaeiNiasar

    In this paper, an adaptive control method is proposed for maximum power point tracking (MPPT) in photovoltaic (PV) systems. For improving the performance of an MPPT, this study develops a two-level adaptive control structure that can decrease difficulty in system control and efficiently handle the uncertainties and perturbations in the PV systems and the environment. The first control level is a ripple correlation control (RCC), and the second level is a model reference adaptive control (MRAC). This paper emphasizes mainly on designing the MRAC algorithm, which improves the underdamped dynamic response of the PV system. The original state-space equation of PV system is time-varying and nonlinear, and its step response contains oscillatory transients that damp slowly. Using the extended state-dependent Riccati equation (ESDRE) approach, an optimal law of the controller is derived for the MRAC system to remove the underdamped modes in PV systems. A algorithm of scanning the P-V curve of the PV array is proposed to seek the global maximum power point (GMPP) in the partial shading conditions (PSCs). It is shown that the proposed control algorithm enables the system to converge to the maximum power point in milliseconds in partial shading conditions .

    Keywords: PV systems, Ripple correlation control, Model Reference Control, State-dependent Riccati equation, Partial shading conditions}
  • ابوالفضل حلوایی نیاسر*، فریبرز عشرت آبادی

    کولرهای آبی به دلیل هزینه پایین، در اغلب مناطق مرکزی و اقلیم گرم و خشک ایران جهت خنک سازی مورد استفاده قرار می گیرند و به عنوان یکی از مصرف کنندگان عمده توان الکتریکی شناخته می شوند. اغلب کولرهای آبی از موتورهای القایی تک فاز با اتصال مستقیم به شبکه برق در مقادیر مختلف توانی بهره می برند. اما بهره این موتورها بسیار پایین است و جایگزینی آن ها با موتورهای الکتریکی پربازده مورد توجه دستگاه های مختلف حاکمیتی است. استفاده از موتورهای آهن ربا دایم بدون جاروبک (و یا براشلس) امروزه به دلیل مزایای ممتازشان در بسیاری از کاربردهای صنعتی و خانگی مورد توجه قرار گرفته است. در این مقاله جزییات به کارگیری موتور بدون جاروبک در کاربرد کولر آبی ارایه و الزامات و استانداردهای موردنیاز طراحی و ساخت موتور بدون جاروبک و درایو آن بیان می گردند. در ادامه یک موتور بدون جاروبک hp 5/0 و درایو آن طراحی، ساخته و تست می شود. همچنین یک کولر آبی m3/h 5000 مجهز به موتور بدون جاروبک در آزمایشگاه مرجع تحت تست هوادهی قرار می گیرد. نتایج به دست آمده، بیان گر افزایش قابل ملاحظه بهره مصرف انرژی در مقایسه با کولرهای آبی مجهز به موتور القایی تک فاز است. همچنین ملاحظات اقتصادی استفاده از موتورهای بدون جاروبک و افزایش هزینه اولیه ناشی از سیستم جدید و سایر ملاحظات فنی در این مقاله مورد بحث قرار می گیرند. نتایج حاصله نشان می دهند که استفاده از موتورهای بدون جاروبک در این کاربرد می تواند گامی بسیار بزرگ در صرفه جویی در مصرف انرژی، حفظ محیط زیست و کاهش مشکلات ناشی از مصرف بی رویه برق در کشور باشد.

    کلید واژگان: بهره انرژی, درایو الکتریکی, صرفه جویی در مصرف انرژی, کولر آبی, کیفیت توان, موتور آهن ربا دائم بدون جاروبک (براشلس)}
    Abolfazl Halvaei Niasar*, Fariborz Eshratabadi

    Due to low cost, evaporative coolers are used in most of the central regions and in the warm and dry climate of Iran and are considered as one of the major consumers of electrical power. Most evaporative coolers use single-phase induction motors by connecting directly to the power grid. But their eefficiency is very low, and their replacement with high efficiency electric motors is considered by government bodies. Today, the use of permanent magnet brushless motors has been considered in many industrial and home applications. In this paper, the details of using the brushless motors in the application of the evaporative cooler are presented and the requirements and standards for designing and manufacturing the brushless motor and its drive are stated. A 0.5 hp brushless motor and its drive are designed and built. This motor is tested by a dynamometer and standard testing equipment. Also, the 5000 m3h evaporative cooler equipped with this brushless motor is tested in the reference laboratory. The results obtained in both tests are compared with single-phase induction motor test results. The results demonstrate an increase of at least 60% energy consumption compared to evaporative coolers equipped to single-phase induction motors. Also, the economic considerations and extra cost of brushless motors and other technical considerations are discussed in this article. The results indicate that the use of brushless motors in this application can be a huge step in saving energy, protecting the environment and reducing the problems caused by electricity consumption in the country.

    Keywords: Energy efficiency, electrical drive, energy saving, evaporative cooler, power quality, permanent magnet brushless motor}
  • Saman Amini, Abolfazl Halvaei Niasar, Keyvan Amini
    In this study an improved direct torque control method (DTC) for Axial-flux hysteresis motor speed controlling is investigated. Time-consuming and dangerously of the necessity to manually adjust the motor speed and voltage when motor lagging occurs are the main drawback of the conventional control methods. The proposed method under acceleration and sequential braking on the Axial-flux hysteresis motor, based on the extracted modified motor dynamic equations in the Simulink Matlab environment has been simulated. As the results show, by using the proposed direct torque control method, the speed of the motor in the consecutive acceleration and braking process is controlled and the referral speed throughout the process operation with high accurate has been followed. Also this control system has shown that it is reliable method and stable against disturbances. Compared with conventional vector control methods, less complexity, higher speed and accuracy and easier implementation ability are significant features of the proposed method.
  • Abolfazl Halvaei Niasar
    Hysteresis motors are used in special applications such as gyroscope, centrifuge, and machine tool spindle drives due to their unique features such as synchronism, self-starting and developing smooth torque. Dynamic modeling of hysteresis motors is essential to predict of the transient performance, studying the dynamic stability and development of modern closed-loop control and estimation strategies. This paper develops a new dynamic modeling for a high-speed, circumferential-flux type hysteresis motor in synchronous dq reference frame. Major previous models use fixed parameters for rotor’s equivalent circuit parameters corresponding to the major B-H loop of rotor material, whereas operational B-H loop is significantly affected by stator voltage and load torque. In this paper, a time varying dynamic model is developed, in which the parameters of the equivalent circuit of hysteresis rotor material are adjusted based on operational B-H loop. For this purpose and based on elliptical assumption for B-H loops, the hysteresis lag angle β is updated due to the applied stator voltage and available load torque. Developed mathematical model satisfies many theoretical aspects of hysteresis motor behavior in transient and steady-state situations. The model offers a tool for studying the start-up of hysteresis motor, change of stator voltage, variation of load torque, frequency tracking for variable-speed applications and transient-state response to design parameters. Some simulations are provided to demonstrate the validity of developed model in Matlab/ Simulink environment and are verified via some experimental results. Proposed results verify the advantages of this model rather than previous works.
    Keywords: Dynamic Modeling, Hysteresis Motor, Simulation, Transient, Circumferential, flux}
  • سید حسین اجتهد، سعید خوبی آرانی، ابوالفضل حلوایی نیاسر، امین حاجی زاده
    در این مقاله، روشی نوین برای کنترل و مدیریت بهینه منابع توان در یک خودروی برقی دارای دو منبع تامین انرژی شامل باتری و ابرخازن ارائه می شود. برای این منظور یک کنترل کننده غیرخطی بهینه بر مبنای سیستم فازی طراحی می شود. مهم ترین مرحله در طراحی سیستم فازی، انتخاب درست قوانین فازی و توابع عضویت است که در این مقاله، قوانین فازی و توابع عضویت متغیرهای ورودی و خروجی کنترل کننده فازی با استفاده از الگوریتم ژنتیک ترکیبی با اعداد صحیح تعیین می شوند. روش پیشنهادی همراه با دو روش فازی معمولی و کنترل گسسته دو وضعیتی on/off بهینه روی سیکل استاندارد رانندگی شهری (EPA-UDDS) و با مدل خودروی برقی در محیط نرم افزار Advisor شبیه سازی می شوند. نتایج شبیه سازی نشان می دهند که میزان انرژی مصرفی خودروی برقی در سیکل رانندگی مورد نظر، با استفاده از کنترل کننده فازی بهینه، کاهش چشمگیری نسبت به کنترل کننده فازی معمولی و همچنین کنترل کننده گسسته on/off بهینه یافته است.
    کلید واژگان: خودروی برقی, سیستم فازی, مدیریت توان, ذخیره ساز انرژی, الگوریتم ژنتیک ترکیبی با اعداد صحیح}
    S.H. Ejtahed, Saeed Khoobi Arani, Abolfazl Halvaei Niasar, Amin Haji Zadeh
    In this paper a novel power management method for an electric vehicle (EV) equipped with two energy storage systems is presented. In this way, an optimized nonlinear controller based on fuzzy system is developed. The main stage to design a fuzzy controller is proper determination of fuzzy rules and membership functions that in this paper, the fuzzy rules and input and output membership functions of fuzzy controller are determined via mixed integer genetic algorithm (GA). The model of EV and optimized fuzzy controller as well as conventional fuzzy controller and optimized on/off controller are simulated in ADVISOR environment for the standard driving cycle EPA urban UDDS. Simulation results confirm a significant reduction in the consumed energy by the proposed optimal fuzzy controller in comparison with the conventional fuzzy and optimized on/off controllers.
    Keywords: Electric Vehicle (EV), Power management, Fuzzy controller, Genetic Algorithm (GA), Advisor}
  • ابوالفضل حلوایی نیاسر *، سعید گلابی
    این مقاله به منظور توسعه فن آوری خودروهای هیبرید برقی و استفاده از منابع موجود در کشور، به توصیف مراحل طراحی و ساخت اولین خودروی سواری هیبرید برقی با پلت فرم پراید در ایران با نام شاهب 2 پرداخته است. در این خودرو با توجه به هزینه و محدودیت زمانی، از آرایش موازی نوع مستقل یا TTR (Trough –the –Road) استفاده شده است. موتور احتراق داخلی در این خودرو، همان موتور پراید CC 1300 است. بخش نیرومحرکه الکتریکی خودرو روی محور عقب خودرو قرار داده شده اند. موتور الکتریکی مورد استفاده از نوع PMSM با توان نامی kW 22 بوده که به روش کنترل برداری و با اینورتر بردار فضایی در دو حالت کنترل سرعت و کنترل گشتاور کار می کند. برای ذخیره سازی انرژی الکتریکی از باتری های نوع لیتیم-یون پلیمر با مجموع ولتاژ 192 ولت استفاده گردیده است. برای عملکرد مناسب خودرو در حالت های مختلف، واحد کنترل هیبرید (HCU) به نحوی طراحی و ساخته شده است که می تواند خودرو را در حالات فقط برقی، فقط احتراقی، عملکرد هیبریدی و حالت ترمزی بازیاب قرار دهد. راهبرد کنترلی در این خودرو از نوع کنترل On/Off بوده که با میکروکنترلر پیاده سازی گردیده است. با توجه به اضافه شدن سیستم محرکه الکتریکی به خودرو و در نتیجه تغییر وزن و مرکز جرم خودرو، و جهت افزایش پایداری، شاسی تقویت گردیده که نتایج با نرم افزار اجزا محدود ANSYS صحه-گذاری گردیده اند. سیستم انتقال نیروی مناسب با نسبت دنده ثابت و دیفرانسیل در بخش عقب خودرو برای موتور الکتریکی طراحی گردیده است. بدنه خودرو نیز از لحاظ آیرودینامیکی در نرم افزارهای Gambitو Fluent تحلیل گردیده است.
    کلید واژگان: بهینه سازی انرژی, کاهش مصرف سوخت, خودروی هیبرید برقی, درایو الکتریکی, موتور احتراق داخلی}
    Dr. Abolfazl Halvaei Niasar *, Prof. Saeid Golabi
    Nowadays, internal combustion vehicles are the main reason of air pollution in urban areas. Reducing the emissions, energy optimization, and fuel economy are the main goals of vehicle manufacturers. Design and development of clean vehicle including electric vehicles (EVs), hybrid electric vehicles (HEVs), and fuel cell vehicles (FCVs) are the mid and long term strategies to capture the above goals. Unfortunately, these technology in spite of development the clean vehicles in advanced countries, are not the objectives in our country. This paper in order to develop of hybrid electric vehicle technology and using the available resources in Iran, proposes the design and manufacturing steps of the first HEV based on Pride platform. Hybrid Prides that is named Shaheb2 has been manufactured by a joint group student of electrical and mechanical engineering at University of Kashan and prepared for third national competition for manufacturing of hybrid vehicles. Due to some cost and time limitations, Trough-To-Road (TTR) or separated-axle parallel hybrid electric vehicle topology has been chosen. Internal combustion engine of Shaheb2 is 1300CC engine of Pride vehicle that as well as mechanical transmission components such as gearbox, differential are implemented on the front axle. Electric propulsion including electric motor (EM) and drive, energy storage system are located on the rear axle. Employed EM is a 22 kW PMSM that is controlled via field oriented scheme based on space vector modulation inverter and works in two modes torque control and speed control. To store of electrical energy, a set of Li-Ion-Polymer batteries with 192 dc volt has been used. To have an optimum performance for the vehicle, Hybrid Control Unit (HCU) has been developed in which the vehicle can work in different modes only motor, only engine, hybrid and regenerative braking. Employed control method in HCU is based on On/Off strategy that has been implemented by using AVR microcontroller. Due to extra weight of electric propulsion system and so the change of center of mass and total weight of the vehicle, and to increase the stability of the vehicle, the vehicle’s chassis has been enforced and the results have been confirmed via finite element analysis in ANSYS. Suspension system and other auxiliary systems of the vehicle have been recalculated and verified. Aerodynamic performance of the vehicle’s body has been analyzed in Gambit and Fluent and some changes have been made on the body.
    Keywords: Energy optimization, Fuel economy, Hybrid electric vehicle, Electrical drive, Internal combustion engine}
  • ابوالفضل حلوایی نیاسر*
    امروزه با توجه به گسترش روزافزون کاربرد موتورهای الکتریکی در بخش های خانگی، تجاری و صنعتی، جهت مصرف بهینه انرژی الکتریکی، طراحی و ساخت موتورهای الکتریکی پربازده و درایوهای سرعت متغیر مربوطه موردتوجه سازندگان این نوع تجهیزات قرار گرفته است. از این میان، موتورهای DC بدون جاروبک (BLDC) به دلیل مزایای فراوان نظیر بازده بالا، چگالی توان و گشتاور زیاد، سهولت در کنترل، روش ساخت ساده، قابلیت اطمینان بالا، و نگهداری کم هزینه تر، طی دو دهه اخیر در زمینه های مختلف به کار گرفته شده اند. این موتور از جهت ساختمان شبیه موتور سنکرون آهنربای دائم (PMSM) است اما به سادگی موتور DC کنترل می گردد. این ویژگی ها سبب گردیده است تا اقبال بسیار زیادی به استفاده از این موتورها در طیف وسیعی از کاربردها نشان داده شود. این مقاله با هدف کمک به توسعه و ترویج استفاده از این موتورها در کاربردهای مختلف صنعتی و نیمه صنعتی، مروری به جنبه های مختلف موتورهای BLDC شامل ویژگی ها، مدل سازی، اینورترهای مورد استفاده و تحلیل روش های مختلف کنترلی و در نهایت به بیان نکات پیاده سازی درایو موتور BLDC می پردازد. مزایا و معایب روش های مختلف کنترلی موتور BLDC، نکات مربوط به استفاده از روش های کنترل بدون حسگر، موثر بودن روش های کاهش ریپل گشتاور ناشی از کموتاسیون و کنترل در ناحیه کاهش شار برای یک موتور BLDC با جزئیات بیشتری توصیف می گردند. درنهایت در خصوص استفاده از روش های فوق در یک درایو تجاری موتور BLDC پیشنهاداتی ارائه می گردد.
    کلید واژگان: صرفه جویی در انرژی, بهره, موتور BLDC, درایو, اینورتر, مدل سازی, کنترل, بدون حسگر, کاهش شار, ریپل گشتاور}
    Dr. Abolfazl Halvaei Niasar*
    Nowadays, due to significant increase in demands of electric motors for residential, commercial and industrial applications, and for optimum consumption of electrical energy, the design and manufacturing of high efficiency motors and related variable speed drives have been regarded by many suppliers. Among several kinds of motors, the brushless DC (BLDC) motor is employed in many applications due to its high efficiency, high power and torque density, and ease in control, simple fabrication, high reliability, and lower maintenance. This motor is similar to PMSM in construction, while is controlled as easy as of DC motor. This paper to help for development and employing BLDC motors, reviews the different aspects of BLDC motors including performance, modeling, employed inverters, assessment of control methods for BLDC motor and implementation of its drive. Advantages and disadvantages of different control methods, remarks on various position sensorless methods, the effectiveness of various minimization schemes for commutation torque ripple, and control of BLDC motor in constant power region or flux-weakening are described in more details. Finally, some practical points are suggested for manufacturing of a commercial BLDC motor drive.
    Keywords: Energy saving, Efficiency, BLDC Motor, Drive, Inverter, Modeling, Control, Sensorless, Flux weakening, Torque ripple}
  • مرضیه احمدی، علیرضا فرجی، ابوالفضل حلوایی نیاسر
    این مقاله به طراحی یک کنترل کننده بهینه غیرخطی برای مدل غیرخطی شش درجه آزادی یک زیردریایی می پردازد. اهداف طراحی پایدارسازی، رسیدن به عمق مطلوب در پایان مانور و انتخاب مسیر بهینه مانور است که با حل بهینه تابع هزینه تعریف شده قابل دستیابی است. نوآوری این مقاله انتخاب روشمند گام در حل مسئله بهینه سازی تابع هدف به کمک الگوریتم گرادیان نزولی است که سرعت همگرایی روش را تا حدود دو برابر نسبت به انتخاب گامهای یکسان افزایش یافته است. در پایان به کمک شبیه سازی با نرم افزار متلب رفتار مقاوم کنترل کننده در حضور عدم قطعیت پارامتری مدل برای مانور در عمق های مختلف بررسی شده که نتایج نشان دهنده دستیابی به اهداف طراحی و عملکرد مقاوم کنترل کننده طراحی شده است.
    کلید واژگان: حرکت زیردریایی در کانال عمق, کنترل کننده بهینه غیرخطی, گرادیان نزولی, انتخاب روشمند گام, عدم قطعیت پارامتری}
    Marzieh Ahmadi, Aliraza Faraji, Abolfazl Halvaei Niasar
    This paper proposes the design of a nonlinear optimal controller for a submarine with nonlinear model with six degrees of freedom (6-DOF). The control aims includes achieving system stability، reaching the submarine to a desirable point at the end of the maneuver، and choosing the optimal path that are accessible by solution of optimal cost function. The novelty of this paper is the systematic step selection in the gradient descent algorithm that has increased the rate of convergence beyond two times rather than fixed step algorithm. Finally، via some simulations، the robust performance of the designed controller for moving in different depths with considering of parametric uncertainty has been confirmed.
    Keywords: Submarine maneuver in depth channel, Nonlinear optimal control, Gradient descent, Systematic step selection, Parametric uncertainty}
  • ناصر فلاحی*، ابوالفضل حلوایی نیاسر
    خودروهای هیبرید برقی، علاوه بر داشتن مزایای خودروهای برقی، ویژگی های مهم خودروهای احتراق داخلی، نظیر شتاب دلخواه و برد طولانی را نیز دارا هستند. در این راستا، راهبردهای بهینه سازی انرژی مناسب باید به کار گرفته شوند تا بهره مناسب، آلودگی کمتر و مصرف سوخت کمتر به دست آیند. یکی از ساختارهای ساده و مطلوب خودروهای هیبرید برقی، آرایش موازی است. یک تیم دانشجویی در دانشگاه کاشان، ایران، خودروهای هیبرید برق شاهب 2 را طراحی و پیاده سازی نموده است. شاهب 2 یک خودروی هیبریدی با آرایش موازی و از نوع محور مستقل یا TTR بر روی پلت فرم خودروی پراید است. کنترل انرژی در خودروی شاهب 2 در عمل به روش On/off انجام شده است. برای شبیه سازی و مطالعه رفتار شاهب 2 این مقاله برای اولین بار مدل خودروی هیبریدی TTR را در نرم افزار ADVISOR پیاده سازی نموده است و دو روش کنترل انرژی، یکی روش بنگ بنگ یا on/off و دیگری روش هوشمند فازی را برای مدل شاهب 2 در نرم افزار ADVISOR به کار گرفته است. نتایج شبیه سازی نشان می دهند که راهبرد فازی نتایج بهتری از حیث کاهش آلودگی و عملکرد بهینه قوای محرکه، بخصوص باتری ها و همچنین، برد بیشتر نسبت به روش On/off مورد استفاده در شاهب 2 دارد.
    کلید واژگان: کنترل هوشمند, خودروی هیبرید برقی, محور مستقل, راهبرد On, off, فازی, advisor, شاهب 2}
    Naser Fallahi *, Abolfazl Halvaei Niasar
    Hybrid electric vehicles (HEV) in addition to provide the benefits of electric vehicles could satisfy consumers for some performances of conventional internal combustion engine (ICE) vehicles such as acceleration and long range. On this way, suitable energy optimization strategies should be employed to get desired efficiency, less fuel consumption and pollution. One of the favorite and simple configurations of HEVs is parallel type. A student team at University of Kashan, IRAN have designed and manufactured Shaheb 2 hybrid electric vehicle. It is a separated-axle (or Through-to-Road (TTR)) parallel HEV type based on Pride platform. Employed energy management in Shaheb 2 is on/off strategy and three modes; motor, engine and hybrid have been implemented. This paper investigates the modeling of separated-axle (or TTR) parallel type of HEV in ADVISOR software and then evaluates two control strategies for Shaheb 2; on/off strategy and an intelligent control based on fuzzy logic. On this way, maximizing the engine is considered as objective function. The simulation results indicate that the fuzzy strategy leads to less fuel consumption and lower pollution for given UDDS driving cycle rather than on/off strategy for Shaheb 2.
    Keywords: Intelligent control, fuzzy, hybrid electric vehicle, separated, axle, on, off strategy, ADVISOR, Shaheb 2}
  • ابوالفضل حلوایی نیاسر*، صابر فلاحتی علی آبادی
    در این مقاله روش جدیدی برای کنترل سرعت موتورهای BLDC ارائه می شود. در این روش از کنترل کننده PID مرتبه کسری (FOPID) جهت کنترل موتور BLDC استفاده شده است. ویژگی کنترل کننده PID مرتبه کسری، مقاومت و سادگی ساختار نسبت به سایر کنترل کننده های مقاوم می باشد. جهت تعیین پارامترهای کنترل کننده FOPID از الگوریتم رقابت استعماری (ICA) که دارای سرعت و دقت بالایی در حل مسائل بهینه سازی است بهره گرفته شده است. جهت بررسی عملکرد کنترل کننده پیشنهادی، شبیه سازی ها با توابع هدف مختلف در محیط سیمولینک نرم افزار MATLAB صورت گرفته و نتایج حاصل با نتایج بدست آمده از کنترل کننده PID سنتی مقایسه شده اند. شبیه سازی ها عملکرد مطلوب کنترل کننده پیشنهادی را تایید می نمایند.
    کلید واژگان: موتور BLDC, کنترل سرعت, کنترل کننده PID مرتبه کسری, الگوریتم رقابت استعماری}
    Dr. Abolfazl Halvaei Niasar*, Mr. Saber Falahati Aliabadi
    In this paper a new method for speed control of BLDC motors is proposed. In this method، fractional order PID (FOPID) is used for control of BLDC motor. In order to determine the parameters of FOPID controller imperialist competitive algorithm (ICA) is employed for its high speed and accurate for solve of optimization problems. In order to verify the performance of proposed controller، some simulations have been carried out with different object functions in Simulink environment of MATALB and obtained results have been compared with results of conventional PID. Good performance of proposed controller is validated by results of simulations.
    Keywords: BLDC motor, speed control, fractional order PID, imperialist competitive algorithm}
سامانه نویسندگان
  • دکتر ابوالفضل حلوایی نیاسر
    حلوایی نیاسر، ابوالفضل
    دانشیار مهندسی برق، گروه قدرت، دانشکده مهندسی برق و کامپیوتر، دانشگاه کاشان
اطلاعات نویسنده(گان) توسط ایشان ثبت و تکمیل شده‌است. برای مشاهده مشخصات و فهرست همه مطالب، صفحه رزومه ایشان را ببینید.
بدانید!
  • در این صفحه نام مورد نظر در اسامی نویسندگان مقالات جستجو می‌شود. ممکن است نتایج شامل مطالب نویسندگان هم نام و حتی در رشته‌های مختلف باشد.
  • همه مقالات ترجمه فارسی یا انگلیسی ندارند پس ممکن است مقالاتی باشند که نام نویسنده مورد نظر شما به صورت معادل فارسی یا انگلیسی آن درج شده باشد. در صفحه جستجوی پیشرفته می‌توانید همزمان نام فارسی و انگلیسی نویسنده را درج نمایید.
  • در صورتی که می‌خواهید جستجو را با شرایط متفاوت تکرار کنید به صفحه جستجوی پیشرفته مطالب نشریات مراجعه کنید.
درخواست پشتیبانی - گزارش اشکال