Sabit mıknatıslı senkron motorda moment dalgalanmalarının azaltılması

Sabit Mıknatıslı Senkron Motorlar (SMSM) yüksek güç yoğunluğu, yüksek verim ve yüksek moment/atalet oranı nedeniyle en çok tercih edilen elektrik motorlarından biridir. SMSM'ler aynı zamanda küçük boyutlu olup, az bakım gerektirmektedir. Bu üstün özellikleri nedeniyle farklı alanlarda yaygın olarak kullanılmaya başlanmıştır. SMSM'lerde Alan Yönlendirmeli Kontrol (AYK), Doğrudan Moment Kontrolü (DMK) ve v/f kontrol yöntemleri uygulanabilmektedir. Bu çalışmada, motorun kontrolünde, diğer kontrol yöntemlerine göre daha düşük bir moment dalgalılığı sağlayan AYK yöntemi tercih edilmiştir. SMSM'lerin temel dezavantajı moment dalgalanmalarıdır. Bunlar, motordan kaynaklanabileceği gibi, ölçme ve kontrol sisteminden de kaynaklanabilmektedir. SMSM'lerde ortaya çıkan moment dalgalanmaları genellikle periyodiktir. Bu nedenle moment dalgalılığının bastırılmasında en etkili yöntemlerden biri uygun akım harmoniklerinin enjekte edilmesidir. Ancak enjekte edilecek harmoniklerin motorun farklı çalışma koşullarına uygun olması gerekmektedir. Bu durum ancak çevrimiçi ve adaptif bir kontrol mekanizması ile sağlanabilir. Bu çalışmada önerilen Adaptif Veri Birleştirme (AVB) tabanlı yöntemler ile motora, uygun genlik ve fazda akım harmonikleri enjekte edilmektedir. Bu yöntemlerde, veri değerleri, çevrimiçi olarak, bu verileri tanımlayan dış bükey kümeler üzerine izdüşümler yapmaya dayalı bir aktif birleştirme yöntemi ile güncellenen ağırlıklar kullanılarak, doğrusal bir biçimde birleştirilmektedir. Harmonik enjeksiyonunda, hızdaki hatanın değişimi esas alınmıştır. Bu hata değeri kullanılarak motordaki üç ayrı büyüklüğe ait değerler kompanze edilerek, üç farklı yöntemle hız ve momentteki dalgalanmalar azaltılmaya çalışılmıştır. Birinci yöntemde q eksen akımı, ikinci yöntemde q eksen gerilimi ile üçüncü ve son yöntemde q eksen akımı referans değeri uygun harmonikler enjekte edilerek kompanze edilmiştir. Uygun harmonik dereceleri belirlenirken literatürde bahsedilen 1., 2., ve 6. harmoniklerin yanında, motorun önceden farklı çalışma koşullarında çalıştırılması suretiyle, dalgalanmalarda etkili olan diğer baskın harmonikler de olabilmektedir. Farklı hız ve yük değerlerinde yapılan deneysel çalışmalarda, uygulanan her üç yöntemde de hız ve momentteki dalgalanmaların etkin bir şekilde azaldığı görülmektedir. Düşük hızlarda ve yüklü çalışma durumlarında hız ve momentteki dalgalanmalar daha fazla olduğundan, özellikle düşük hızlarda yöntemin geçerliliği daha belirgin bir şekilde ortaya çıkmaktadır. Anahtar kelimeler: Sabit Mıknatıslı Senkron Motor, Alan Yönlendirmeli Kontrol, moment dalgalanması, Adaptif Veri Birleştirme