تبلیغات اینترنتیclose
کنترل سرعت و گشتاور در موتورهاي القايي سنکرون

به وسيله DTC همچنين امکانات زير فراهم مي شود:

امکان کنترل شار و گشتاور الکترومغناطيس به صورت مستقيم،

امکان کنترل جريان و ولتاژبه صورت غيرمستقيم،

شاروجريان سينوسي،

ريپل شار کم،

باند هيسترزيس وديناميکي گشتاور(که به فرکانس سوئيچينگ اينورتر وابسته است)به صورت بهتر

همچنين فوايدي که مي توانند مفيد باشند را نيز دارا نمي باشد:

انتقال هماهنگ که معمولا در اغلب ماشين هاي کنترل برداري ضروري هستند؛

بلوک مخصوص مدولاسيون؛

تشخيص موقيعت واقعي

مشکلاتي نيز در طول راه اندازي و در سرعت پايين ايجاد مي شود:

سختي کنترل جريان راه اندازي؛

تاثيربالاي پارامترهاي موتور؛

فرکانس سوئيچينگ متغيير؛

نياز به تخمين زدن سرعت و شار

وجود تخمين زن سرعت در سيستم باعث مي شود:

پيچيدگي سخت افزاري کاهش يابد؛

پايداري مکانيکي بيشترامکان پذير مي شود؛

بهره برداري در محيط هاي نامناسب ممکن مي شود؛

نياز به تعمييرات کاهش مي يابد؛

ميزان نويز افزايش مي يابد؛

مقدار اينرسي بارموتورکم مي شود

در اين روش از تکنيک هاي تخمين سرعت نيز مي بايستي استفاده شود که عبارتند از:

تخمين زن حلقه باز

(MRAS )مدل سيستم هاي قابل تطبيق با منبع

مراقب هاي لوانبرگر(Luenberger )

فيلترهاي کالمن(Kalman )

تخمين زن هاي منطق فازي

شبکه هاي عصبي

بلوک دياگرام يک سيستم کنترل DTC؛

در ادامه به بررسي قسمت هاي مختلف اين دياگرام مي پردازيم.

اجراي پروسه ي کنترلي:

اين شکل،يک منبع ولتاژسه فاز معکوس کننده که داراي دو سطح مي باشد که شامل يک تغذيه سه فاز متعادل و بار با اتصال Y متصل شده است.

تاثير فاصله زماني سوئيچينگ صرفنظر مي شود.

مقدار ولتاژ بين هر شاخه ونقطه صفر دو مقدارVdc و 0V مي باشد .

سيگنال کنترلي شاخه k و Vdc ولتاژ باس DC مي باشد.

،سوئيچ بالا بسته و سوئيچ پايين باز،

،سوئيچ بالا باز و سوئيچ پايين بسته،

با توجه به اينکه n يک نقطه خنثي مجازي است ولتاژ خط خنثي به صورت رو به رو به دست مي آيد :

با استفاده از تبديل کلارک (clark) معادله به صورت يک بردار کلي به دست مي آيد:

در اينجا تخمين شار استاتور از اهميت خاصي برخوردار است.براي محاسبه شار،يک تخمين زن حلقه بازپياده سازي مي کنيم وتلفات استاتور را نيز لحاظ مي کنيم :

کنترل گشتاور الکترومغناطيسي :

مقدار گشتاور به دست آمده از مرحله قبل توسط مقايسه گر هيسترزيس که داراي 3 سطح مي باشد، با يک مقدار اصلي گشتاور الکترومغناطيسي مقايسه مي شود.خروجي مقايسه گر،افزايش،کاهش يا ثبات گشتاور را نشان مي دهد.

افزايش گشتاور

کاهش گشتاور

گشتاور بدون بغيير

با روشي مشابه،مقدار شار با شار اصلي،توسط يک مقايسه گر هيسترزيس که داراي 2 سطح مي باشد، مقايسه مي شود و خروجي افزايش يا کاهش شار را نشان مي دهد.

هرچه باند هيسترزيس دو مقايسه گر باريک تر باشد،شکل موج شار جريان بهتر خواهد بود اما فرکانس سوئيچينگ معکوس کننده افزايش مي يابد

براي انتخاب بردار سوئيچينگ مناسب،اينکه شار در چه زاويه اي قرار دارد مهم است، زاويه اي است که شار در آن وجود دارد.

تقسيم سطح به 6 بخش زاويه اي بر حسب به صورت زير انجام مي شود:

حاصل خروجي مقايسه گرها و زاويه جدول سوئيچينگ بهينه است که اين جدول، بردار ولتاژي که در معکوس کننده به کار مي رود را خواهد داد.

اين شکل ارتباط مکاني شار رتور و استاتور را با بردارهاي جريان استاتور نشان مي دهد:

با توجه به مکان بردار شار استاتور،بردار ولتاژي بر طبق مقتضيات جدول 1 درخواست مي شود.مثلا اگر افزايش گشتاور وثبات شار مد نظر باشد طبق جدول 1 بردار ولتاژ درخواست مي شود که باعث مي شود بردار شار استاتور جابجايي بيشتري در جهت مستقيم داشته باشد.

و اگر خواسته شود باعث جابجايي بيشتري در جهت معکوس مي شود

هر زمان که گشتاورخارج از محدوده ي هيسترزيس باشد بردار صفر يا به کار مي رود

بردارهاي ولتاژي که مي توان براي بردار شار استاتور به کار برد:

مد کنترل سرعت:

در روش DTC امکان پياده سازي کنترل کننده ي سرعت در يک حلقه بسته وجود دارد براي اين منظور سرعت مکانيکي رتور را به وسيله الگوريتم تخمين سرعت رتور به دست مي آوريم.

براي تخمين از تخمين زن حلقه باز که مبتني بر مدل هاي منطق فازي و شبکه ي عصبي مي باشد،استفاده مي شود.

اين روش پيچيده است اما پياده سازي آساني دارد

شار رتور را از معادله زير حساب مي کنيم:

با توجه به جريان هاي استاتور محاسبه شده،فرکانس موتور الکتريکي به دست آمده و سرعت الکتريکي توسط معادله زير به دست مي آيد:

شبيه سازي:

با استفاده از يک فاز از مدار معادل موتور القايي سه فاز،با پارامترهاي جدول زير(بر طبق استانداردIEEE)مي توان الگوريتم کنترلي را توسط بسته نرم افزاري شبيه سازي (SABER)پياده سازي کرد.

اين کار به صورت سخت افزاري با يک ديود يکسوکننده و يک MOSFET سه فاز معکوس کننده انجام مي شود که الگوريتم با يک پروسسور سيگنال ديجيتالي (TMS320F240 )تکميل مي شود.

الگوريتم کنترل با C پياده سازي مي شود که ميکروکنترلر و ساير مولفه ها را با بلوک هاي شبيه ساز (سيمولاتور)شبيه سازي مي کند اين کار رفتن به سيستم سخت افزاري را آسان مي کند.

نتايج شبيه سازي:

پس از پياده سازي الگوريتم،آزمايشاتي براي بررسي رفتار کنترولر،هم در مد گشتاور و هم در مد سرعت انجام مي شود.

مد کنترلي گشتاور:

شار و گشتاور الکترومغناطيسي اصلي در يک مقدار اوليه ثابت نگه داشته مي شود،گشتاور بار بعدا تغيير داده مي شود پس از اين يک پله از گشتاور الکترومغناطيسي اعمال مي شود،شار و گشتاور ثابت نگه داشته مي شود.

اين شکل رفتار سيستم را خوب نشان مي دهد حتي در شرايط باراضافي :بين زمان هاي t=0.25s و t=0.375s گشتاور الکترومغناطيسي اصلي تأمين مي شود.

ريپلي که هم در شار و هم در گشتاور الکترومغناطيسي ديده مي شود به خاطر استفاده از کنترل کننده هاي هيسترزيس مي باشد. و پاسخ بسيار عالي به گشتاور الکترومغناطيسي پله اي ديده مي شود که سريع( ) و بدون اورشوت است.

مد کنترل سرعت:

آزمايش کنترل کننده ي سرعت با يک منبع سرعت (تقريبا 2 برابر سرعت نامي در حالي که موتور بي بار است)انجام مي شود

در اين حالت ممکن است خطايي در حدود 15rad/s بين سرعت واقعي و اندازه گيري شده ايجاد شود که اين خطا نتيجه ي استفاده از روش تخمين سرعت است

در شکل امکان مشاهده ي گشتاور الکترومغناطيسي کلي کنترل کننده و شار اصلي و حرکت ضعيف ميزان مي باشد.

با وجود رفتار نا مطلوب کنترل سرعت،نتايج کنترل کننده گشتاور رضايت بخش است

به خاطر رفتار نا مطلوب تخمين زن سرعت رفتار کنترل کننده سرعت نا مطلوب تر مي باشد

با توجه به خطاي قابل توجه مي بايست بسته تخمين سرعت جديدي با دقت بالا طراحي شود

نتايج شبيه سازي کنترل کننده گشتاور بسيار عالي است و پاسخ کنترل گشتاور در حالت ماندگار يا گذرا عالي است.

صفحه قبل صفحه بعد
نظر شما
نام : *
پست الکترونیک :
وب سایت/بلاگ :
*
:) :( ;) :D
;)) :X :? :P
:* =(( :O @};-
:B /:) =D> :S
کد امنیتی : *


برچسب ها: ,
موضوع : | لينك ثابت
نوشته شده در تاريخ يکشنبه 1 بهمن 1391 توسط حميد تلك آبادي