no-img
پارس یونی

کنترل گشتار بدون سنسور موتورهای القایی سه فاز - پارس یونی


پارس یونی
گزارش خرابی لینک
اطلاعات را وارد کنید .

ادامه مطلب

DOC
کنترل گشتار بدون سنسور موتورهای القایی سه فاز
امتیاز 3.83 ( 6 رای )کنترل گشتار بدون سنسور موتورهای القایی سه فاز">
doc
۶ بهمن ۱۳۹۶
۲۰,۰۰۰ تومان
۲۰,۰۰۰ تومان – خرید
152صفحه

کنترل گشتار بدون سنسور موتورهای القایی سه فاز


چکیده
موتورهای القایی به علت داشتن مزایای زیادی نظیر نیاز به نگهدارندی کمتر ، قابلیت اطمینان بالاتر ، هزینه ، وزن ، حجم واینرسی کمتر ، راندمان بیشتر ، قابلیت عملکرد در محیط های مختلف به طور وسیعی مورد استفاده قرار می گیرد با توجه به مزایای فوق در بیشتر کار بردها ، موتور های القایی به طور وسیع بر سایر موتورهای الکتریکی ترجیح داده می شوند . در گذشته از موتورهای القایی فقط در کاربردهای سرعت ثابت استفاده شده است و در کار بردهای سرعت متغیر موتورهای dc ترجیح داده شده اند . این امر ناشی از آن بود که روشهای مرسوم در کنترل گشتاور موتورهای القایی هم غیر اقتصادی و هم دارای راندمان کم بوده است.
با بهبود در قابلیت ها و کاهش در هزینه طراحی و ساخت ادوات الکترونیک قدرت امکان ساخت کنترل کننده های مناسب برای موتورهای القایی بوجود آمده است که در برخی موارد حتی از نظر هزینه و عملکرد از محرکه های با موتور dc نیز پیشی گرفته اند .استفاده از اینورترهای سه فاز وهمچنین مبدلهای ac به acموجب تحول در روشهای کنترل موتورهای القایی شده است امروزه کنترل موتورهای القایی با استفاده از روشهای کنترل برداری در کاربردهای صنعتی بسیار معمول میباشد استفاده از کنترل برداری در کنترل موتورهای القایی نیاز به آگاهی دقیق از پارامترهای ماشین دارد هر گونه عدم هماهنگی بین پارامترهای موتور و پارامترهای مورد استفاده در محسبات سیستم کنترل برداری موجب اختلال در کار سیستم می شود این پروژه میزان تغیر کمیتهای مهم ماشین (نظیر گشتاور خروجی و شار رتور ) نسبت به تغیر پارامترهای موتور و کنترلهای متفاوت گشتاور بدون استفاده از سنسور در موترهای القایی سه فاز را مورد بحث قرار میدهد معرفی طرح کنترل گشتاور مستقیم(CTD) برای ماشین های القایی ۶ فاز متقارن (MIP6) با شبکه عصبی مجزا می پردازد.استراتژی روش پیشنهادی در انتخاب حالت های کلیدزنی به چنان روشی تشکیل می شود که دو بردار را تولید می کند که در پلان b-a دقیقا یکسان هستند در حالی که برجستگی هایشان روی پلان های و بردارهای مختلف را نشان می دهند.بنابراین،به طور چشمگیری جریان های پارازیتی و موجک های گشتاور را در مقایسه با روش کنترل گشتاور مستقیم کاهش می دهد.فرضیه نظری با استفاده از نتایج شبیه سازی تایید شده است.

مقدمه
موتورهای القایی AC عمومی ترین موتورهایی هستند که در سامانه های کنترل حرکت صنعتی و همچنین خانگی استفاده می شوند.طراحی ساده و مستحکم , قیمت ارزان , هزینه نگه داری پایین و اتصال آسان و کامل به یک منبع نیروی AC امتیازات اصلی موتورهای القایی AC هستند.انواع متنوعی از موتورهای القایی AC در بازار موجود است.موتورهای مختلف برای کارهای مختلفی مناسب اند.با اینکه طراحی موتورهای القایی AC آسانتر از موتورهای DC است , ولی کنترل سرعت و گشتاور در انواع مختلف موتورهای القایی AC نیازمند درکی عمیقتر در طراحی و مشخصات در این نوع موتورهاست.این نکته در اساس انواع مختلف , مشخصات آنها , انتخاب شرایط برای کاربریهای مختلف و روشهای کنترل مرکزی یک موتورهای القایی AC را مورد بحث قرار می دهددر بیشتر محل‌های که سیستم تغذیه سه فاز (یا چند فاز) در دسترس است از این گونه موتورها استفاده می‌شود به ویژه در قدرت‌های بالاتر استفاده از این موتورها بسیار رایج است. اختلاف زاویه بین هر یک از سه فاز تغذیه کننده باعث به وجود آمدن یک میدان دوار متعادل می‌شود که دارای سرعتی ثابت است. در یک موتور القایی میدان مغناطیسی دوار موجب القای یک جریان در هادی‌های روتور می‌شود. این جریان به طور متقابل میدان مغناطیسی را به وجود می‌آورد که موجب چرخش روتور در جهت میدان مغناطیسی دوار خواهد شد. اما نکته‌ای که باید به آن توجه داشت این است که روتور همیشه باید با سرعتی کمتری از سرعت استاتور بچرخد و به عبارت دیگر در صورتی که سرعت روتور و میدان دوار یکسان باشد جریانی در روتور القا نخواهد شد. موتورهای القایی در صنایع به طور گسترده‌ای مورد استفاده قرار می‌گیرند اما قدرت‌های حدود ۵۰۰ کیلووات خیلی بیشتر رایج هستند. موتورهای القایی معمولاً با اندازه‌های استانداردی ساخته می‌شوند (البته این استانداردها در اروپا و آمریکا متفاوت است) این استانداردگذاری در ساخت موتورها تقریباً همه آنها را قابل تعویض می‌کند. توان برخی از موتورها القایی بسیار بزرگ تا ده‌ها هزار کیلو وات می‌رسد و از جمله استفاده‌های این موتورها می‌توان به کمپرسورهایخطوط لوله و تونل‌های باد اشاره کرد.

 

عنوان فهرست مطالب صفحه
چکیده ۱
مقدمه ۳
فصل اول ۵
موتورهای القایی ۵
۱-۱ پیش درآمد ۶
۱-۲ تاریخچه ۶
۱-۳ اصل ساخت اولیه و کاربری ۷
۱-۴ استاتور ۷
۱-۵ روتور ۸
۱-۶ سرعت یک موتور القایی ۹
فصل دوم ۱۱
انواع موتورهای القایی ۱۱
۲- ۱ بخش اول : موتورهای القایی تک فاز ۱۲
۲-۱-۱ موتور القایی AC فاز شکسته ۱۳
۲-۱-۲ موتور القایی با استارت خازنی ۱۴
۲-۱-۳ موتورهای AC القایی با خازن دائمی اسپلیت ۱۵
۲-۱-۴ موتورهای AC القایی استارت با خازن/ کارکرد با خازن ۱۵
۲-۱-۵ موتور القایی AC با قطب سایه دار ۱۶
۲-۲ بخش دوم: موتور القایی AC سه فاز ۱۸
۲-۲-۱ موتور قفس سنجابی ۱۸
۲-۲-۲ موتور با روتور پیچشی ۱۸
۲-۲-۳ معادله کنترل گشتاور عملکرد موتور ۱۹
۲-۲-۴ ویژگی استارتینگ ۲۰
۲-۲-۵ ویژگی عملکرد ۲۱
۲-۲-۶ مشخصه بار ۲۲
۲-۲-۷ بارهای با سرعت متغیر و گشتاور ثابت ۲۳
۲-۲-۸ بارهای با گشتاور متغیر و سرعت متغیر ۲۳
۲-۲-۹ بارهای با توان ثابت ۲۴
۲-۲-۱۰ بارهای با توان ثابت و گشتاور ثابت ۲۴
۲-۲-۱۱ گشتاور استارت و دورگیری بالا و در ادامه گشتاور ثابت ۲۵
۲-۲-۱۲ استانداردهای موتور ۲۵
۲-۲-۱۲-۱ NEMA 25
۲-۲-۱۲-۲ IEC 26
۲-۲-۱۳ برچسب معمول نام یک موتور القایی AC 27
۲-۲-۱۴ نیاز به محرک الکتریکی ۲۹
فصل سوم ۳۱
کنترل گشتاور بدون سنسور موتورهای القایی سه فاز ۳۱
۳-۱ روش جدید کنترل گشتاور مستقیم برای موتورهای القایی شش فاز با استفاده از شبکه عصبی مجزا ۳۲
۳-۱-۱ چکیده: ۳۲
۳-۱-۲ مقدمه ۳۲
۳-۱-۳ طرح درایو MIP6 34
۳-۱-۴ مدل دینامیک MIP6 34
۳-۱-۵ بردارهای ولتاژفضا در MIP6 37
۳-۱-۶ بردارهای ولتاژ برای MIP6 40
۳-۱-۷ کاربرد کنترل گشتاور مستقیم برای MIP6 41
۳-۱-۷-۱ انتخاب بردار ولتاژ فضا ۴۱
۳-۱-۷-۲ جدول کلیدزنی برای MIP6 متقارن ۴۲
۳-۱-۷-۳ روش مدولاسیون پیشنهادی ۴۵
۳-۱-۸ نتایج شبیه سازی ۴۸
۳-۱-۹ نتیجه گیری وجمع بندی ۴۹
۳-۲ روش جدیدکنترل گشتاور مستقیم برای موتورهای القایی سه فاز ۵۲
۳-۲-۱ چکیده: ۵۲
۳-۲-۲ مقدمه ۵۲
۳-۲-۳ مدل ماشین القایی سه فاز دوگانه ۵۴
۳-۲-۴ روش کنترل مستقیم گشتاور ماشین های القایی سه فاز دوگانه ۵۷
۳-۲-۴ جدول روش کنترل گشتاور مستقیم بریا ماشین های القایی سه فاز دوگانه ۶۰
۳-۲-۵ نتایج شبیه سازی ۶۲
۳-۲-۶ نتیجه گیری ۶۴
۳-۳ روش کنترل گشتاور مستقیم کلاسیک برای موتورهای القایی شش فاز متقارن ۶۷
۳-۳-۱ چکیده ۶۷
۳-۳-۲ مقدمه ۶۷
۳-۳-۳ تکنیک های MWP 68
۳-۳-۴ مدل MIPS 69
۳-۳-۵ بردارهای ولتاژ فضا در MIPS 72
۳-۳-۶ اعمال روش کنترل گشتاور مستقیم به درایوهای شش فاز ۷۵
۳-۳-۶-۱ انتخاب بردار ولتاژ فضا ۷۵
۳-۳-۷ روش کنترل گشتاور مستقیم کلاسیک برای MIPS 77
۳-۳-۷-۱ جداول کلیدزنی ۷۷
۳-۳-۸ نتایج شبیه سازی ۷۹
۳-۳-۹ نتیجه گیری ۸۰
۳-۴ مدل سازی و کنترل ماشین های القایی چند فاز با عدم تعادل ساختاری ۸۳
۳-۴-۱ چکیده: ۸۳
۳-۴-۲ مقدمه ۸۳
۳-۴-۳ معادلات ماشین میدان گرا ۸۳
۳-۴-۴ طرح کنترل میدان گرا ۸۹
۳-۴-۵ پیاده سازی سیستم و نتایج تجربی ۹۰
۳-۴-۵-۱ پیاده سازی طرح تنظیم جریان و نتایج تجربی ۹۰
۳-۴-۵-۲ اثبات تجربی کنترل میدان گرا ۹۵
۳-۵ کنترل میدان گرای چارچوب دوبل بردار فضای موتورهای القایی شش فاز ۹۵
۳-۵-۱ چکیده ۹۵
۳-۵-۲ مقدمه ۹۸
۳-۵-۳ مدل MIPS 99
۳-۵-۴ کنترل بردار ماشین MIPS 103
۳-۵-۵ MWP بردار فضا ۱۰۵
۳-۵-۶ کنترلر جریان چارچوب دوبل۵ ۱۰۸
۳-۵-۷ نتایج شبیه سازی ۱۰۹
۳-۵-۸ نتیجه گیری ۱۱۸
۳-۶ مدل سازی و کنتر ل ماشین القایی چندفاز با عدم تعادل ساختاری ۱۱۸
۳-۶-۱ بخش اول ۱۱۸
۳-۶-۱-۱چکیده ۱۱۸
۳-۶-۱-۲ مقدمه ۱۱۹
۳-۶-۱-۳ ماتریس های تبدیل تجزیه ۱۲۰
۳-۶-۱-۳-۱ ماتریس تبدیل تجزیه استاتور ۱۲۰
۳-۶-۱-۳-۲ ماتریس تبدیل تجزیه روتور ۱۲۳
۳-۶-۱-۳-۳ مدل ماشین ۱۲۳
۳-۶-۱-۴ مدل ماشین در فضای بردار d-q-z1-z2-z3 125
۳-۶-۱-۵ گشتاور الکترومغنا طیسی ۱۲۹
۳-۶-۱-۶ تنظیم جریان پلان دوبل ۱۳۱
۳-۶-۲ تبدیل ولتاژ فاز به ولتاژ خط ۱۳۱
۳-۷ نتیجه گیری ۱۳۹
منابع…………………………………………………………………………………………………………………………………………..۱۴۰
Bastract: …………………………………………………………………………………………………………………………………..143

عنوان فهرست اشکال صفحه
شکل ۱-۱ استاتور ساده ۸
شکل ۱-۲ روتور قفس سنجابی معمولی ۹
شکل ۲-۱ موتور القایی تک فاز با و بدون شروع اولیه ۱۳
شکل ۲-۲ تقسیم فاز موتور القایی AC ساده ۱۳
شکل ۲-۳ موتور القایی آغاز خازن ساده ۱۴
شکل ۲-۴ موتور PSC ساده ۱۵
شکل ۲-۵ خازن شروع / اجرای موتور القایی ساده ۱۶
شکل ۲-۶ موتور القایی AC با قطب سایه دار ۱۶
شکل ۲-۷ موتور القایی با قطب سایه دار ساده ۱۷
شکل ۲-۸ منحنی گشتاور سرعت انواع مختلف موتورهای القایی تک فاز ۱۷
شکل ۲-۹ اتصال روتور موتور القایی ساده ۱۹
شکل ۲-۱۰ منحنی گشتاور سرعت موتور با دو بار مختلف ۲۳
شکل ۲-۱۱ ثابت بارها با سرعت متغیر ۲۳
شکل ۲-۱۲ ثابت بارها با سرعت متغیر ۲۴
شکل ۲-۱۳ ثابت توان ۲۴
شکل ۲-۱۴ ثابت توان ۲۵
شکل ۲-۱۵ شروع های انشعابی گشتاور بالا با گشتاور ثابت ۲۵
شکل ۲-۱۶ منحنی گشتاور سرعت مختلف موتور استاندارد NEMA 26
شکل ۲-۱۷ یک نیم پلیت ساده ۲۸
شکل ۳-۱ شکل درایو PM 34
شکل ۳-۲ بردارهای ولتاژروی فضاهای فرعی ۴۰
شکل ۳-۳ حالت های کلیدزنی اینورتر و مولفه های مشابه ۴۱
شکل ۳-۴ بخش های فضای فرعی α-β برای روش کنترل گشتاور مستقیم کلاسیک ۴۲
شکل ۳-۵ نمودار بلوک روش کنترل گشتاور مستقیم کلاسیک برای MIP6 44
شکل ۳-۶ بخش های جدید ۴۶
شکل ۳-۷ بخش های فضای فرعی α-β به روش پیشنهادی ۴۷
شکل ۳-۸ نتایج شبیه سازی ۵۰
شکل ۳-۹ نتایج شبیه سازی ۵۱
شکل ۳-۱۰ نمودار مدار ماشین القایی سه فاز دوگانه و اینورترش ۵۳
شکل ۳-۱۱ بردارهای ولتاژ در فضای فرعی α-β برای γ=۳۰ ۵۹
شکل ۳-۱۲ بردارهای ولتاژ در فضای فرعی z1-z2، برای γ=۳۰ ۵۹
شکل ۳-۱۳ بردارهای ولتاژ در فضای فرعیα-β ، برای γ=۶۰ ۶۰
شکل ۳-۱۴ بلوک دیاگرام روش کنترل گشتاور مستقیم برای ماشین القایی سه فاز دوگانه ۶۲
شکل ۳-۱۵ a شار استاتور ۶۳
شکل ۳-۱۵ b گشتاور الکترومغناطیسی ۶۳
شکل ۳-۱۶ نتایج شبیه سازی برای روش کنترل گشتاور مستقیم ماشین القایی سه فاز دوگانه با γ=۳۰ ۶۵
شکل ۳-۱۷ نتایج شبیه سازی برای روش کنترل گشتاور مستقیم ماشین القایی سه فاز با γ=۶۰ ۶۶
شکل ۳-۱۸ MIPS با دو بار خنثی عایق شده ۶۹
شکل ۳-۱۹ تصویر روی پلان α-β ، برای n1 -60- MIPS و n2 -60- MIPS 75
شکل ۳-۲۰ تصویر روی پلان α-β ، برای n1 -60- MIPS و n2 -60- MIPS 76
شکل ۳-۲۱ تصویر روی پلان z3-z4 ، برای n1 -60- MIPS 76
شکل ۳-۲۰ نتایج شبیه سازی برای روش کنترل گشتاور مستقیم SPIM-60-2n 81
شکل ۳-۲۱ نتایج شبیه سازی برای روش کنترل گشتاور مستقیم SPIM-60-1n 82
شکل ۳-۲۲ ماشین القایی دوفاز با سیم پیچ استاتور نامتقارن ۸۴
شکل ۳-۲۳ مدل ماشینd-q چارچوب سنکرون ۸۷
شکل ۳-۲۴ بلوک دیاگرام کنترل میدانی مستقیم ۹۱
۳-۲۵ تخمین گر شار روتور ۹۱
شکل ۳-۲۶ بلوک دیاگرام تنظیم گر جریان ۹۲
شکل ۳-۲۷ شکلa7 بردارهای ولتاژ اینورترپلان q-d 92
شکل ۳-۲۸ نتایج تجربی تنظیم جریان پلان دوبل ۹۳
شکل ۳-۲۹ نتایج تجربی:/ گشتاور ماشین و پنج جریان فاز ۹۴
شکل ۳-۳۰ نمودار مدار MIPS و اینورترش ۹۹
شکل ۳-۳۱ بردارهای ولتاژ در فضای فرعی α-β ۱۰۶
شکل ۳-۳۲ بردارهای ولتاژ در فضای فرعی z1-z2 107
۳-۳۳ بردارهای انتخاب شده ولتاژ در فضای فرعی α-β ۱۰۷
شکل ۳-۳۴ کنترل جریان چارچوب سنکرون q-d دوبل ۱۰۹
شکل ۳-۳۵ تخمین گر جهت گیری شار روتور ۱۱۰
شکل ۳ ۳۶ بلوک دیاگرام کنترل جهت گیری میدانی MIPS 111
شکل ۳-۳۷ سرعت واقعی ۱۱۲
شکل ۳-۳۸ گشتاور الکترومغناطیسی ۱۱۲
شکل ۳-۳۹ جریان های مستقیم واقعی و درجه دوم ۱۱۳
شکل ۳-۴۰ تخمین شار روتور ۱۱۳
شکل ۳-۴۱ جریان های هارمونیکی iz2 و iz1 114
شکل ۳-۴۲ جریان های فاز isβ و isα ۱۱۴
شکل ۳-۴۳ جریان فاز Isa1 115
شکل ۳-۴۴ h7- جریان فاز isa2 115
شکلa3-45- سرعت واقعی ۱۱۶
شکلc3-45 : جریان های مستقیم حقیقی و درجه دوم ۱۱۶
شکلe3-45 : جریان های هارمونیکی ۱۱۷
شکلg3-45 : جریان های هارمونیکی ۱۱۷
شکل i3-45: جریان فاز ۱۱۸
شکل ۳-۴۵ – نتایج شبیه سازی برای آزمایش رد گشتاور بار ۱۱۸
شکل ۳-۴۶ a)درایو ماشین القایی سه فاز دوگانه با یک فاز باز ۱۲۰
شکل ۳-۴۷ b) محورهای شار سیم پیچ استاتور ۱۲۰
شکل ۳-۴۸ c) محورهای شار سیم پیچ روتور ۱۲۰
شکل ۳-۴۹ a2 ) بردارهای ولتاژ خروجی نشان داده شده اینورتر روی پلان q-d 136
شکل ۳-۵۰ b) بردارهای ولتاژ خروجی نشان داده شده اینورتر روی پلان ۱۳۶

عنوان فهرست جداول صفحه
جدول ۳-۱ شار استاتور و نوسانات گشتاور الکتریکی در بخش اول ۴۲
جدول ۳-۲ – بردارهای ولتاژ در روش کنترل گشتاور مستقیم کلاسیک برای MIP6 44
جدول ۳-۳ بردارهای ولتاژ در روش پیشنهادی برای MIP6 متقارن ۴۸
جدول ۳-۴ نوسانات شار استاتور وگشتاور الکتریکی برای بردارهای مختلف ولتاژ فضا ۶۱
جدول ۳-۵ کنترل شار استاتور و گشتاور الکتریکی در بخش های مختلف ۶۲
جدول ۳-۶ پارامترهای موتور شبیه سازی شده ۶۴
جدول ۳-۷ نوسانات شار استاتورو گشتاور الکتریکی ۷۸
جدول ۳-۸ کنترل شار استاتور و گشتاور الکتریکی در قسمت های مختلف ۷۸
جدول۳-۹ پارامترهای تنظیم تجربی ۱۱۱



موضوعات :

دیدگاه ها


دیدگاهتان را بنویسید

نشانی ایمیل شما منتشر نخواهد شد. بخش‌های موردنیاز علامت‌گذاری شده‌اند *