Vektör denetim yönteminde iki farklı hız gözlemcisinin karşılaştırılması ve motor parametrelerindeki değişimlerin denetim başarımına etkisi

Asenkron motorlar endüstride kullanılan motorların %90'ını oluşturmaktadır. Üretim maliyetlerinin daha az olması, elektriksel ve mekaniksel dayanıklılığı, az bakım gerektirmesi ve geniş bir hız aralığında çalışabilmesi nedeniyle kısa sürede endüstride en çok kullanılan motor modeli olmuştur. Kullanımı bu denli fazla olan asenkron motorların bir çok uygulama için farklı hızlarda sürülmesi istenmektedir. Bu tezde asenkron motorların hız kontrolünü yapabilmek amacıyla geliştirilen denetim yöntemleri üzerinde durulmakta ve bu yöntemler arasında benzetim modelleri ile karşılaştırma yapılmaktadır. Asenkron motorun denetim yöntemleri arasında en kolay olan denetim yöntemi çıkış gerilimi başına belirli bir çıkış frekansının belirlendiği skaler denetimdir. İkinci yöntem olan vektör denetimi kendi içinde bir çok method bulundurmaktadır. Bunlardan en yaygın olanı alan yönlendirmeli denetimdir. Bu denetim tipinde anlık olarak moment denetimi yapılabilir. Ancak alan yönlendirmeli denetimin dezavantajı, karmaşık matematiksel işlemler gerektirmesi ve eğer eşzamanlı olarak motor parametrelerini tahmin eden bir gözlemci kullanılmıyorsa motor parametrelerindeki değişime karşı hassas oluşudur. Ayrıca bu yöntemde asenkron motorun doğru modellenmesi, verimli bir motor denetimi için oldukça önemlidir. Asenkron motorun hızını ayarlamak DA motorun hızını ayarlamak kadar kolay değildir, çünkü motor akımı ile çıkış momenti arasında DA motordakinin aksine doğrusal bir bağlantı bulunmaz. Bu nedenle vektör denetim yönteminde ilk olarak asenkron motor DA motora benzetilmeye çalışılır. Bunun için karmaşık üç fazlı motor akımı iki bileşene ayrılır. Bu bileşenlerden biri motor akısını denetlerken, diğeri üretilen moment miktarını belirler. Vektör denetimi sayesinde motor hızı geniş bir skalada ayarlanabilir, hassas hız ayarı yapılabilir, hızlı dinamik cevap elde edilebilir ve baz frekansın üzerinde çalışılabilir. Genel olarak vektör denetiminde, motor hızı geri besleme sinyali olarak ölçülür ve vektör denetim algoritmasında kullanılmak üzere alınır. Ancak ölçüm işleminin hız yada konum algılayıcıları ile yapılması durumunda bu sensörler özellikle zorlu koşullarda sistemin güvenilirliğini düşürür. Açık çevrim vektör denetim tekniğinde hız algılayıcının yerini bir hız gözlemcisi alır. Bu gözlemci sensörden dolayı oluşan ek maliyeti azaltır ve sürücünün karmaşık yapısını sadeleştirir. Algılayıcısız denetim yönteminin başlıca sakıncası, ölçülemeyen bazı büyüklüklerin (stator ve rotor akıları) kullanılmasının gerekli olmasıdır. Bu nedenle bu büyüklükler kolayca ölçülebilen stator akım ve gerilimleri kullanılarak tahmin edilmeye çalışılır. Bu tezde hız ve akı gözlemcileri olarak Luenberger ve Model Referanslı Uyarlanabilir Sistem (MRAS) tabanlı gözlemciler bilgisayar ortamında gerçekleştirilerek sonuçları ve birbiri ile karşılaştırılmaları incelenmiştir. Ayrıca asenkron motor parametreleri sıcaklık, frekans ve doyma etkisi ile değişiklikler gösterebilir. Motor parametrelerindeki değişimler vektör denetim verimliliğini azaltacağından uzun vadede, motorun kullanıldığı işletme yada makine üzerinde de olumsuz etkiler yaratacak ve denetim başarımını etkileyecektir. Motor parametrelerindeki değerler ile motor sürücüsünde kullanılan motor modelindeki parametrelerin birbirinden farklı olması halinde vektör denetimcinin çıkışında hatalar oluşacak ve rotor akısı ve çıkış torkunda dalgalanmalar meydana gelecektir. Bu tezin son bölümünde motor parametrelerindeki değişimin vektör denetim başarımı, özellikle rotor hızı ve çıkış momenti açısından incelenmiş ve benzetim sonuçları verilmiştir.