Asenkron motorların düşük hızlarda duyargasız vektör kontrolü

ÖZET DOKTORA TEZİ ASENKRON MOTORLARIN DÜŞÜK HIZLARDA DUYARGAS1Z VEKTÖR KONTROLÜ Hayrettin CAN Fırat Üniversitesi Fen Bilimleri Enstitüsü Elektrik - Elektronik Mühendisliği Anabilim Dalı 2003, Sayfa: 99 Vektör kontrollü asenkron motor sürücüler oldukça iyi geçici durum ve sürekli durum performansına sahiptir. Doğrudan stator akı yönlendirmeli vektör kontrol metodu, hız bilgisine ihtiyaç duymayıp, stator direnci hariç diğer parametre değişimlerine karşı duyarsızdır. Ancak bu kontrol stratejisinin performansı stator akısının doğru tahminine dayanmaktadır. Gerilim modeli, stator akısı tahmin metotlarından biri olup bu modelde stator akısı, eşdeğer devrede stator direnci arkasına düşen gerilimin integre edilmesi ile hesaplanır. Ancak düşük frekanslarda stator direncindeki değişimlerden, integrator sürüklenmelerinden (driftlerinden) ve gürültülerden dolayı stator akısı üzerinde oldukça büyük hatalar olmaktadır. Bu tezde, yeni matematiksel yaklaşımlar ve yumuşak hesaplama metotları geliştirilerek sürücü performansı özellikle düşük hızlarda arttırılmıştır. İlk olarak, gerilim modelinde bulunan integrasyon algoritmaları tartışılmış ve birbirleriyle karşılaştınlmıştır. Bu integratörlerin stator akısı üzerinde genlik ve açı hatalarına neden olduğu görülmüş; Bu nedenle yeni bir kompanzatör önerilerek integrator üzerindeki bu hatalar çözülmeye çalışılmıştır. Önerilen yeni kompanzatörde bulunan hesaplamalar, içerdiği basit matematiksel formüllerden dolayı oldukça hızlıdır. Ayrıca integratörün geri besleme döngüsü için yeni bir bulanık denetleyici geliştirilmiştir. Bu bulanık denetleyicinin en önemli avantajı sağlam bir yapı sağlaması ve diğer metotlarla karşılaştırıldığında basit bir tasarımının olmasıdır. Yukarıda bahsedilen algoritmalar bilgisayar simülasyonlan ve deney sonuçlan ile birlikte sunulmuştur. Buna ek olarak, referans ve gerçek stator gerilimleri arasındaki gerilim hatasını düşürebilmek için yapay sinir ağı tabanlı gerilim kompanzatörtt tasarlanmış ve deneylerden elde edilen sonuçlarla doğrulanmıştır. Yeni geliştirilen bu sistemin getirdiği en büyük katkı, gerçek stator gerilimi ile buna karşılık gelen referans gerilimini doğrulukla çakıştırmasıdır. Deneüeyicilerdeki kuvantalama hatası, aynk- zamanlı işlemler, anahtarlama elemanları üzerindeki gerilim düşümünün ihmal edilmesi ve inverterdeki ölü-zaman'dan dolayı oluşan ve doğrusal olmayan gerilim farkım düzeltmek için yapay sinir ağı tabanlı kompanzatör kullanılmıştır. Gerçek stator gerilimi ve buna karşılık gelen referans gerilim arasındaki xmdoğrusal olmayan bu fark, motor hızının ve yükün bir fonksiyonu olup özellikle düşük hız ve hafif yüklerde önemli olmaktadır. Ayrıca tezde sistemin donanımı detaylı olarak verilmiştir. Yeni geliştirilen sistemdeki flç-faz IGBT inverter 7.5kHz anahtarlama frekansı ile sürülmüş ve 540V de hat gerilimi kullanılmıştır. Uzay vektörü PWM içeren kontrol algoritması 5kHz örnekleme frekansı ile TMS320C31 sayısal işaret işlemci(DSP) kullanılarak elde edilmiştir. Anahtar Kelimeler : Duyargasız vektör kontrol, bulanık kontrol, yapay sinir ağlan, akı tahmini, gerilim modeli, açık integrasyon, gerilim kompanzasyonu. XIV