تحقیق قاعده کلی کنترل جهت یابی میدان موتور القایی (FOC) و روش‌هایی برای کنترل سرعت درایوهای AC بدون حس‌گر سرعت

پیشینه تحقیق و پایان نامه و پروژه دانشجویی

پیشینه تحقیق قاعده کلی کنترل جهت یابی میدان موتور القایی (FOC) و روش‌هایی برای کنترل سرعت درایوهای AC بدون حس‌گر سرعت دارای ۶۷ صفحه می باشد فایل پیشینه تحقیق به صورت ورد  word و قابل ویرایش می باشد. بلافاصله بعد از پرداخت و خرید لینک دنلود فایل نمایش داده می شود و قادر خواهید بود  آن را دانلود و دریافت نمایید . ضمناً لینک دانلود فایل همان لحظه به آدرس ایمیل ثبت شده شما ارسال می گردد.

فهرست مطالب

۱-۱-مقدمه                      ۳
۱-۲-کنترل جهت یابی میدان موتورهای القایی    ۵
۱-۲-۱-تبدیل متعامد    ۵
۱-۲-۲-تبدیل کلارک    ۷
۱-۲-۳-تبدیل پارک و معکوس تبدیل پارک    ۸
۱-۳-مدل دینامیکی موتور القایی    ۹
۱-۴-طرح اساسی کنترل جهتیابی میدان    ۱۳
۱-۵-کنترل مستقیم جهت یابی میدان    ۱۵
۱-۶-کنترل غیر مستقیم جهت یابی میدان    ۱۸
۱-۷-کنترل سرعت متغیر ماشین القایی    ۱۹
۱-۸-تکنولوژی کنترل بدون حسگر سرعت ماشینهای القایی    ۲۱
۲-۱-مقدمه            ۲۷
۲-۲- دینامیک ماشین    ۲۷
۲-۲-۱-معادلات اساسی    ۲۷
۲-۲-۲- دیاگرام گذر سیگنال مختلط    ۲۹
۲-۲-۳-محدودیتها     ۳۰
۲-۳- درایوهایی برای تعدیل نیازمندیهای دینامیکی    ۳۲
۲-۳-۱-تخمین بر اساس نیروی ضدمحرکه    ۳۲
۲-۳-۲-کنترل ولت بر هرتز ثابت    ۳۵
۲-۳-۳-تخمین سرعت بر پایه هارمونیکهای فضایی    ۳۷
۲-۴-۲-سیستم تطبیقی مدل مرجع (MRAS)    ۴۱
۲-۴-۳-کنترل پیش خور (فید فوروارد) ولتاژهای استاتور    ۴۴
۲-۴-۴-تخمین شار رتور و جریان گشتاور    ۴۸
۲-۴-۵-جهت یابی شار استاتور    ۵۰
۲-۵-رؤیتگرهای تطبیقی    ۵۴
۲-۵-۱- رؤیتگر غیر خطی مرتبه کامل    ۵۴
۲-۵-۲-رؤیتگر مد لغزشی    ۵۶
۲-۵-۳- کالمن فیلتر توسعه یافته    ۵۷
۲-۵-۴-رؤیتگر غیرخطی کاهش مرتبه یافته    ۵۸
۲-۶-تخمینگرهای هوشمند    ۵۹
۲-۶-۱-تخمینگر عصبی سرعت آموزش بلادرنگ    ۵۹
۲-۶-۲-تخمینگر مبتنی بر کنترل کننده فازی    ۶۱
۲-۷-انتخاب الگوریتم تخمین سرعت بدون حسگر    ۶۲
مراجع    ۶۳

مراجع

-C. Schauder, “Adaptive speed identification for vector control of induction motor without rotational transducers”, IEEE Trans. Industry Appl., Vol. 28, No. 5, 1992, pp. 1054–۱۰۶۱٫

-F.Z. Peng, T. Fukao, “Robust speed identification for speed-sensorless vector control of induction motors”, IEEE Trans. Industry Appl. Vol. 30, No. 5, 1994, pp. 1234–۱۲۴۰٫

-M. H. Kim, and J. C. Hung, “Vector Control System for Induction Motor without Speed Sensor at Very Low Speed”, IEEE, 1995, pp. 524-529.

-F.-Z. Peng and T. Fukao, “Robust speed identification for speed-sensorless vector control of induction motors,” IEEE Trans. Ind. Application, Vol. 30, Sept./Oct. 1994, pp. 1234–۱۲۴۰٫

-J. Holtz, “The Representation of AC Machine Dynamics by Complex Signal Flow Graphs”, IEEE Trans. Ind. Electronics, Vol. 42, No. 3, June 1995, pp. 263–۲۷۱٫

-M. Cirrincione and M. Pucci, “An MRAS based speed estimation method with a linear neuron for high performance induction motor drives and its experimentation”, Proceedings of IEEE IEMDC, 2003, pp. 617–۶۲۳٫

-I. Al-Rouh, L. Baghli and A. Rezzoug, “Modeling multi-plesaliencies in rotor-faulty induction machine for rotor position estimation”, Proceeding of the 10th European power electronics (EPE) Conf. 2–۴ Sept, paper 0414.pdf., Toulouse, France, 2003, pp. 1–۱۰٫

– H.M. Kojabadi, “Simulation and experimental studies of model reference adaptive system for sensorless induction motor drive”, Simul. Model practice Theory, Vol. 13, 2005, pp. 453–۴۶۴

-C. W. Park, and W. H. Kwon, “Simple and robust speed sensorless vector control of induction motor using stator current based MRAC”, Electric Power Systems Research, Vol. 71, 2004, pp. 257–۲۶۶٫

-T. Ohtani, N. Takada, and K. Tanaka, “Vector Control of Induction Motor without Shaft Encoder”, IEEE Trans. Industry Appl., Vol. 28, No. 1, 1992, pp. 157–۱۶۵٫

-D. Zinger, F. Profumo, T. A. Lipo, and D. W. Novotny, “A Direct Field-Oriented Controller for Induction Motor Drives Using Tapped Stator Windings”, IEEE PESC 1988 Record, pp. 855–۸۶۱٫

-L. Kreindler, J. C. Moreira, A. Testa, and T. A. Lipo, “Direct Field-Orientation Controller Using the Stator Phase Voltage Third Harmonic”, IEEE IAS Ann. Meet., 1992, pp. 508–۵۱۴٫

-C. Schauder, “Adaptive Speed Identification for Vector Control of Induction Motors without Rotational Transducers”, IEEE IAS Ann. Meet., 1989, pp. 493–۴۹۹٫

-T. Okuyama, N. Fujimoto, T. Matsui, and Y. Kubota, “A High Performance Speed Control Scheme for Induction Motor without Speed and Voltage Sensors”, IEEE IAS Ann. Meet., 1986, pp. 106–۱۱۱٫

-L. Harnefors, M. Jansson, R. Ottersten and K. Pietil¨ainen, “Unified sensorless vector control of synchronous and induction motors”, IEEE Trans. Ind. Electron., Vol. 50, No. 1, 2003, pp. 153–۱۶۰٫

-M. Hinkkanen, J. Luomi, W.I. Madison, “Stabilization of the regenerating mode of full-order flux observers for sensorless induction motors”, In Proc. IEEE IEMDC’۰۳, Vol. 1, 2003, pp. 145–۱۵۰٫

۱-۱-مقدمه

 ماشین‌های القایی نسبتاً ارزان و مقاوم هستند زیرا آن‌ها را می‌توان بدون حلقه‌های لغزان یا کموتاتور ساخت. این ماشین‌ها بصورت گسترده ای در کاربردهای صنعتی استفاده می‌شوند. بدین خاطر باید توجه بیشتری به کنترل موتور القایی برای شروع به کار ، ترمز کردن ، عملکرد چهار ناحیه ای و غیره نمود. کنترل حلقه باز ماشین با فرکانس متغیر ممکن است هنگامی که موتور عملکردی در گشتاور پایدار با نیاز به تنظیم سرعت دارد، درایو با تغییر سرعت رضایت بخشی را ارائه دهد. اما زمانی که به یک درایو با پاسخ دینامیکی سریع و سرعت صحیح یا کنترل گشتاور نیاز است یک کنترل حلقه باز، رضایت بخش نیست. بنابراین نیاز است که موتور در مد حلقه بسته عمل کند. عملکرد دینامیکی سیستم درایو ماشین القایی روی عملکرد کلی سیستم اثر زیادی می‌گذارد. از آن جایی که کنترل موتور القایی یک مدل غیر خطی دارد، انجام آن، یک کار مشکل می‌باشد. چرا که متغیرهای رتور به ندرت قابل اندازه گیری هستند و پارامترهای آن تحت شرایط کار تغییر می‌کنند. برای کنترل سرعت موتور القایی از چندین تکنیک استفاده می‌شود.این طرح می‌تواند به دو گروه اصلی تقسیم بندی شود:

الف) کنترل اسکالر : یکی از اولین روش های کنترل ماشین های القایی، کنترل سرعت ولت بر هرتز            که آن را به عنوان یک روش اسکالر می‌شناسیم، می‌باشد که ماشین با نسبت ولتاژ به فرکانس ثابت ، به منظور ثابت نگه داشتن شار فاصله هوایی و تولید ماکزیمم حساسیت گشتاور ، تحریک می‌شود. این روش نسبتاً ساده است. اما نتایج رضایت بخشی برای کاربردهای با عملکرد سطح بالا ، به بار نمی‌آورد. این موضوع ناشی از این حقیقت است که در روش اسکالر یک کوپلینگ ذاتی بین گشتاور و شار فاصله هوایی وجود دارد و این امر موجب کندی پاسخ ماشین القایی می‌گردد.

ب) کنترل برداری یا کنترل جهت یابی میدان[۱]: برای غلبه بر محدودیت های روش کنترل اسکالر ، روش های جهت یابی میدان توسعه داده شدند. دراین روش متغیرها به یک چهارچوب مرجع انتقال داده می‌شوند که از نظر دینامیکی همانند کمیت های dc می‌گردند. کنترل مجزا بین شار و گشتاور این اجازه را می‌دهد که ماشین القایی به یک پاسخ گذرای سریع برسد. بنابراین جهت یابی میدان درایو ماشین القایی می‌تواند برای کاربردهای با عملکرد بالا جایی که به طور سنتی ماشین های dc استفاده می‌شدند، استفاده شود. طرح های بهتر از کنترل سنتی به یک حس گر سرعت برای عملکرد حلقه بسته نیاز دارد. حس گر سرعت چندین عیب از نقطه نظر درایو نظیر قیمت ، قابلیت اعتماد و ایمنی در مقابل نویز دارد. اخیراً دیدگاههای مختلف سرعت بدون حس گر در مقالات مختلف پیشنهاد شده است. اما به دلیل وجود متغیرهای متعدد و غیر خطی دینامیک موتور القایی ، تخمین سرعت روتور و شار بدون اندازه گیری متغیرهای مکانیکی هنوز نیز کاری مشکل می‌باشد.

در یک درایو موتور القایی سه قسمت عمده اصلی وجود دارد : یک موتور القایی ، یک دستگاه الکترونیک قدرت و یک کنترل کننده .

۱-۲-کنترل جهت یابی میدان موتورهای القایی

یک موتور القایی را می‌توان به عنوان یک منبع کنترل شده گشتاور تصور کرد. گشتاور توسعه یافته در موتور القایی نتیجه بر هم کنش بین جریان در آرمیچر و میدان مغناطیسی تولید شده در موتور است. کنترل مستقل جریان تحریک و آرمیچر در موتور DC تحریک مستقل امکان پذیر است. در یک موتور القایی، جریان سیم پیچی استاتور میدان مغناطیسی را ایجاد می‌کند و جریان در سیم پیچ رتورمی‌تواند به عنوان وسیله مستقیم کنترل گشتاور به کار رود. در یک حالت مشابه با موتورهای DC ، کنترل سرعت موتور القایی می‌تواند بوسیله کنترل جداگانه شار و گشتاور انجام شود. عمل ثابت نگه داشتن زاویه فضایی متعامد بین شار میدان و mmf آرمیچر در ماشین های القایی برای رسیدن به کنترل جداگانه شار و گشتاور توسط جهت یابی جریان استاتور و به واسطه رابطه آن با شار رتور تقلید می‌شود. چنین کنترل کننده هایی ، کنترلرهای جهت یابی میدان نامیده می‌شوند. مفهوم اساسی که از کنترل جداگانه شار و گشتاور از جهت یابی میدان نتیجه می‌شود می‌تواند از مدل محورهای d-q یک ماشین القایی با محورهای مرجع گردان با سرعت سنکرون به دست آورده شود. این کنترل روی یک طرح که سه فاز زمانی و سرعت وابسته سیستم را به سیستم زمان ثابت دو محور متعامد (محورهای d و q) تبدیل می‌کند ، استوار است.

۱-۲-۱-تبدیل متعامد

ولتاژهای سه فاز، جریان ها و شارهای موتورهای القایی را می‌توان در جملات بردارهای فضایی مختلط تجزیه و تحلیل نمود. با توجه به جریان ها ، بردارهای فضایی را می‌توان به صورت های زیر تعریف کرد. فرض اینکه ic , ib , ia جریان هایی لحظه ای در فازهای استاتور هستند و داریم:

اینکه ic , ib , ia جریان هایی لحظه ای در فازهای استاتور هستند و داریم:

ia + ib + ic = 0 و بردار جریان مختلط استاتور به صورت زیر تعریف می‌شود:

که در آن   و  اپراتور فضایی است و .

دیاگرام زیر بردار فضایی مختلط جریان استاتور را نشان می‌دهد.

که (a,b,c) محورهای سیستم سه فاز هستند. این بردار فضایی جریان یک سیستم سه فاز لحظه ای را نمایش می‌دهد. این بردار فضایی هم چنین می‌تواند در یک چهار چوب مرجع دیگر تنها با دو محور متعامد  رسم شود. قسمت حقیقی بردار فضایی مساوی مقدار لحظه ای مؤلفه جریان استاتور روی محور مستقیم  است. قسمت موهومی ، برابر با مؤلفه جریان استاتور روی محور عمودی   می‌باشد. بنابراین بردار فضایی جریان استاتور در چهارچوب مرجع ساکن وابسته به استاتور می‌تواند به صورت زیر بیان شود:

بردارهای فضایی کمیت‌های دیگر موتور (ولتاژها ، جریان های رتور ، شارهای مغناطیسی) نیز  می‌توانند به همان روش بردار فضایی جریان استاتور تعریف شوند.

۱-۲-۲-تبدیل کلارک

در ماشین های سه فاز متقارن محور مستقیم و متعامد جریان های استاتور که در شکل ۱-۱ نشان داده شده است مؤلفه های جریان دو فاز ساختگی هستند. با فرض یکسان بودن محور  با محور a ما روابط زیر را در ارتباط با جریان های سه فاز واقعی استاتور داریم:

ثابت  برای تبدیل غیر توانی ثابت است. در این مورد ، مقادیر  و  با هم برابر هستند.

اگر نتیجه این شود که ia + ib + ic = 0 ، مؤلفه‌های فاز متعامد می‌تواند با استفاده از تنها دو فاز از سیستم سه فاز بیان شود.

۱-۲-۳-تبدیل پارک و معکوس تبدیل پارک

مؤلفه های  و  که با تبدیل کلارک محاسبه شدند ، به سیستم  چهارچوب مرجع استاتور نسبت داده می‌شوند. در کنترل برداری ، تمامی مقادیر باید در یک چهارچوب مرجع بیان گردند. چهارچوب مرجع استاتور برای فرایند کنترل مناسب نمی‌باشد. برداری فضایی is با یک سرعت برابر با فرکانس زاویه‌ای جریان‌های فاز می‌چرخد. مؤلفه‌های  و  با زمان و سرعت تغییر می‌کنند.

این مؤلفه‌ها می‌تواند از چهارچوب مرجع استاتور به چهارچوب گردان d-q با همان سرعت که فرکانس زاویه ای جریان های فاز می‌باشد انتقال داده شود. مؤلفه های  و  به زمان و سرعت بستگی ندارند. اگر محور d در راستای شار روتور قرار گیرد، این تبدیل در شکل ۱-۲ نمایش داده شده است.

[۱] Field Orientation Control (FOC)

80,000 ریال – خرید

تمامی فایل های پیشینه تحقیق و پرسشنامه و مقالات مربوطه به صورت فایل دنلودی می باشند و شما به محض پرداخت آنلاین مبلغ همان لحظه قادر به دریافت فایل خواهید بود. این عملیات کاملاً خودکار بوده و توسط سیستم انجام می پذیرد. جهت پرداخت مبلغ شما به درگاه پرداخت یکی از بانک ها منتقل خواهید شد، برای پرداخت آنلاین از درگاه بانک این بانک ها، حتماً نیاز نیست که شما شماره کارت همان بانک را داشته باشید و بلکه شما میتوانید از طریق همه کارت های عضو شبکه بانکی، مبلغ  را پرداخت نمایید.

مطالب پیشنهادی:
برچسب ها : , , , , , , , , , , ,
برای ثبت نظر خود کلیک کنید ...

به راهنمایی نیاز دارید؟ کلیک کنید

جستجو پیشرفته

دسته‌ها

آخرین بروز رسانی

    دوشنبه, ۲۰ آذر , ۱۳۹۶
اولین پایگاه اینترنتی اشتراک و فروش فایلهای دیجیتال ایران
wpdesign Group طراحی و پشتیبانی سایت توسط digitaliran.ir صورت گرفته است
تمامی حقوق برایpayandaneshjo.irمحفوظ می باشد.