27005

كنترل دور برداري موتورهاي سنكرون رلوكتانسي بدون حسگر موقعيت

كارشناسي ارشد

مهندسي راه آهن برقي

1398

1401/03/31

دكتر روزبه اسد

مهندسي راه آهن

موتور‌هاي الكتريكي بخش اصلي از يك سيستم كشش مي‌باشند. به عبارتي انتخاب يك موتور الكتريكي مناسب براي سيستم رانش قطار برقي يك بخش بسيار مهم از طراحي كل سيستم است. بنابراين همواره تلاش براي كاهش تلفات، هزينه، وزن، ابعاد و بهبود عملكرد موتور‌هاي الكتريكي مورد استفاده در سيستم كشش از اهميت ويژه‌اي برخوردار بوده است. طي ساليان اخير توجه و استفاده از موتور‌هاي الكتريكي سنكرون در سيستم‌هاي كشش افزايش ‌يافته و اين موتور‌هاي الكتريكي تبديل به جايگزيني جذاب و مطمئن براي موتور‌هاي الكتريكي القايي و جريان مستقيم شده‌‌اند. در ميان انواع مختلف موتور‌هاي الكتريكي سنكرون، موتور‌هاي الكتريكي سنكرون رلوكتانسي به دليل ساختار ساده، عدم وجود آهنربا و سيم‌پيچ در روتور، تلفات كمتر، بازدهي بالاتر و صرفه اقتصادي با علاقه‌مندي بسياري مواجه شده‌اند. كنترل سرعت موتور‌هاي سنكرون رلوكتانسي يكي از اصلي‌ترين چالش‌هاي مربوط به اين موتور‌ها است. كنترل برداري يكي از روش‌هاي مرسوم براي كنترل سرعت موتور‌هاي سنكرون رلوكتانسي مي‌باشد كه به دليل سادگي و محاسبات كمتر مورد توجه بيشتري قرار گرفته است. در واقع اين روش موتور‌هاي الكتريكي سه فاز پيچيده سنكرون رلوكتانسي را به مانند يك موتور جريان مستقيم تحريك جداگانه كه شار و گشتاور در دو كانال مختلف كنترل مي‌شوند، تبديل مي‌كند. رسيدن به شرايط گشتاور بيشينه به ازاي آمپر نيز مي‌تواند باعث بهبود عملكرد كلي موتور‌هاي الكتريكي سنكرون رلوكتانسي شود. تحت اين شرايط به ازاي جريان استاتور بهينه، تلفات كل موتور سنكرون رلوكتانسي كاهش يافته و در نتيجه بازدهي آن بالا مي‌رود. به ‌طور سنتي كنترل سرعت دقيق سيستم به انكودر شفت بستگي دارد اما حضور اين انكودر سبب افزايش حجم و هزينه سيستم كنترلي مي‌شود. بنابراين استفاده از روش‌هاي كنترل سرعت بدون حسگر مورد توجه قرار گرفته است. روش‌هاي كنترل سرعت بدون حسگر موتور‌هاي سنكرون رلوكتانسي در دو دسته روش‌هاي مبتني بر مدل اساسي موتور و روش‌هاي مبتني بر برجستگي ذاتي روتور قرار دارند. در اين ميان روش كنترل سرعت بدون حسگر مبتني بر شار فعال به دليل مفهوم ساده، محاسبات كم و وابستگي پايين به تغييرات پارامتر‌هاي ماشين و روش كنترلي مبتني بر مد لغزش به دليل سادگي پياده سازي و قابليت استفاده در انواع موتور‌هاي الكتريكي، مورد توجه بيشتري قرار گرفته است.

1401/06/29

Sensorless Vector Control of Synchronous Reluctance Motors

6/21/2023 12:00:00 AM

Electric motors are the main part of a traction system. In other words, choosing a suitable electric motor for the electric train propulsion system is a very important part of the whole system design. Therefore, efforts to reduce losses, cost, weight, dimensions and improve the performance of electric motors used in the traction system have always been of special importance. In recent years, attention and use of synchronous electric motors in traction systems have increased and these electric motors have become an attractive and reliable alternative to induction and direct current electric motors. Among the different types of synchronous electric motors, synchronous reluctance electric motors have attracted a lot of interest due to their simple structure, absence of magnets and coils in the rotor, lower losses, higher efficiency and economic efficiency. Speed control of synchronous reluctance motors is one of the main challenges related to these motors. Vector control is one of the conventional methods to control the speed of synchronous reluctance motors, which has received more attention due to its simplicity and less Computational cost. In fact, this method transforms three-phase complex synchronous reluctance electric motors into a separate excitation direct current motor where the flux and torque are controlled in two different channels. Reaching the conditions of maximum torque per amper can also improve the overall performance of synchronous reluctance electric motors. Under these conditions, for the optimal stator current, the total losses of the synchronous reluctance motor are reduced and as a result, its efficiency increases. Traditionally, the accurate speed control of the system depends on the shaft encoder, but the presence of this encoder increases the volume and cost of the control system. Therefore, the use of sensorless speed control methods has been considered. The sensorless speed control methods of synchronous reluctance motors are in two categories: methods based on the basic model of the motor and methods based on the inherent saliency of the rotor. In the meantime, sensorless speed control method based on active flux due to its simple concept, low Computational cost and low dependence on changes in machine parameters and control method based on sliding mode due to its simplicity of implementation and usability in all types of electric motors have received more attention

سيستم كشش , موتورهاي سنكرون رلوكتانسي , كنترل برداري , كنترل بدون حسگر

Traction system , synchronous reluctance motors , vector control , sensorless control

Hadi Ghorbani

Dr.Roozbeh Asad