HF signal injection and sliding mode estimator based sensorless control of IPMSM

Bu çalışmada, gömülü mıknatıslı senkron makinede (GMSM) genişletilmiş elektromotor kuvveti (GEMK), rotor pozisyonu ve rotor hızının gerçek zamanlı kestirimi için faz kilitli döngü (FKD) ile birleştirilmiş yüksek frekans (YF) gerilim sinyali enjeksiyonuna dayalı bir kayma modlu gözlemci (KMG) tanıtılmaktadır. Bu yaklaşım, özellikle düşük hızlarda ve durma anında rotor pozisyonu ve hız kestirimlerinde zorlanan geleneksel KMG ve FKD tekniklerinin sınırlamalarını ele almak üzere tasarlanmıştır. GMSM kontrolünde bu durumlar, rotor pozisyonu tespiti için kritik olan zıt EMK sinyallerinin zayıflama veya belirsiz hale gelme eğiliminde olması nedeniyle önemli zorluklar ortaya çıkarır, bu da geleneksel yöntemler kullanıldığında yanlış kestirimlere yol açar. Bu sorunları çözmek için önerilen KMG, makineyi uyararak motorun gerçek hızına daha az bağımlı olan belirgin GEMK sinyalleri üreten YF gerilim enjeksiyonundan yararlanır. Bu yenilik, sıfır veya sıfıra yakın hızlarda dahi tutarlı ve gürültüye dayanıklı GEMK kestirimine olanak tanıyarak rotor pozisyonu ve hızının doğru şekilde kestirilmesi için bir temel oluşturur. FKD, bu GEMK kestirimlerini rafine ederek rotorun hız ve pozisyon bilgilerinin hassas bir şekilde elde edilmesini sağlar. GEMK sinyaliyle stabil bir faz kilidini koruyarak, FKD gürültüyü filtreler ve rotor pozisyonu ve hız ölçümlerinin doğruluğunu artırır. Bu temel üzerine, önerilen KMG-FKD kombinasyonunu kullanarak GMSM için sensörsüz hız kontrol sistemi geliştirdik ve uyguladık. Gerçek zamanlı sistem, düşük hız ve durma durumları dahil olmak üzere geniş bir çalışma aralığında test edilmiştir. 8 kutuplu, 0,4 kW'lık bir GMSM motorundan elde edilen deneysel sonuçlar, önerilen yöntemin geleneksel KMG ve FKD tekniklerine kıyasla üstün verimlilik ve sağlamlığını doğrulamaktadır.