Model predictive torque control of an induction motor enhanced with an inter-turn short circuit fault detection feature

Modern güç elektroniği araştırma alanları içerisinde, model öngörülü denetim (MÖD) yöntemi önemli bir yer edinmiş ve çok sayıda güç dönüştürücüsü ve elektrikli motor sürücü uygulamalarında kullanılmıştır. Bu ilginin arkasında yatan sebepler MÖD yönteminin sunduğu esnek ve anlaşılır denetimci yapısı, üstün dinamik başarımı, dönüştürücü doğrusal olmamalığının ve sistem kısıtlarının kolayca yönetilebilmesi gibi getirilerdir. Bu tezde, MÖD yöntemi bir asenkron makinanın moment denetimine uygulanmıştır. MÖD yöntemine ilişkin, teorik temelleri, bilgisayar benzetim çalışmalarını ve deneysel uygulamayı içerecek şekilde kapsamlı bir inceleme gerçekleştirilmiştir. Elde edilen detaylı laboratuvar verileri, iyi bir motor sürücü başarımı elde edildiğini göstermektedir. MÖD yöntemine ilişkin ağırlık katsayısı ayarlama, işlem yükü, ve ağırlık katsayısının dinamik değiştirilmesi gibi konular da incelenmiştir. MÖD yöntemine ilave bir eklenti olarak çalışan, sargı arası kısa devre (SAKD) arızalarını saptayan ve yerini tayin eden yeni bir algoritma geliştirilmiştir. SAKD arızları kısa sürede saptanması gereken, aksi takdirde makinenin tamamen bozulmasına yol açacak ciddi bir arıza tipidir. Etkin bir kontrolcünün, oluşan arızanın sisteme olan bozucu etkilerini telafi etmeye çalıştığı, dolayısıyla arızaya ilişkin ipuçlarının kapatıldığı gözlemlenmiştir. Bu yüzden, kapalı devre denetimi sağlanan sistemler için önerilen arıza tespit algoritmalarının ana denetçi ile birlikte değerlendirilmesi elzemdir. Arıza tespiti için benimsenen temel prensip, denetimci çıktılarında herhangi bir beklenmeyen dengesizliğin saptanmasıdır. Geliştirilen yöntemin arıza tespiti konusundaki yetkinliği detaylı laboratuvar çalışmaları ile gösterilmiştir. Arıza ve sistem arasındaki, maliyet fonksiyonuna olan etki, akım tahmin hatasına olan etki, ve makinenin yüksek frekans empedansına olan etki gibi konular da incelenmiştir. Ek olarak, SAKD arızası olan bir asenkron makinenin bilgisayar benzetiminin yapılabilmesini sağlayacak yeni bir benzetim model geliştirilip, etkinliği deneysel olarak gösterilmiştir.