18180

18180

كاهش همزمان ريپل شار و گشتاور در موتور سنكرون مغناطيس دائم مبتني بر روش كنترل مستقيم گشتاور

كارشناسي ارشد

الكترونيك قدرت و ماشين هاي الكتريكي

1394

شهريور 1396

دكتر داود عرب خابوري

برق

در اين پايان نامه، روش جديدي براي كاهش همزمان ريپل شار و گشتاور در درايو موتورهاي سنكرون مغناطيس دائم(PMSM) ، مبتني بر روش كنترل مستقيم گشتاور(DTC) ارائه شده است. روش پيشنهادي كه مبتني بر مدولاسيون نسبت كاري است، علاوه بر بردار ولتاژ اوليه، دو بردار ولتاژ ديگر را براي كاهش ريپل شار و گشتاور بكار مي گيرد. اين سه بردار به نسبت زمان عملكردشان در هر دوره تناوب، به اينورتر اعمال مي شوند. دوره هاي زماني اعمال بردارهاي ولتاژ، به روش حداقل سازي مقدار RMS ريپل شار و گشتاور محاسبه شده و فقط با توجه به خطاي شار و گشتاور، بدون نياز به استفاده از قاب مرجع گردان و همچنين مستقل از پارامترهاي ماشين (بجز مقاومت استاتور) ساده سازي شده اند. گزارش پايان نامه با توضيح ساختار موتورهاي سنكرون مغناطيس دائم و مدل رياضي آنها آغاز شده و در ادامه روش كنترل مستقيم گشتاور توضيح داده مي شود. شرح روش پيشنهادي، نحوه تعيين بردارهاي ولتاژ، چگونگي كاهش فركانس كليدزني، چگونگي تعيين دوره كاري و نحوه تعيين مقادير ثوابت بكار رفته، در ادامه پايان نامه آمده است. براي تاييد كارآيي روش پيشنهادي، روش سه برداري ارائه شده به همراه روش پيشين دو برداري و روش كنترل مستقيم گشتاور معمولي در نرم افزار متلب/سيمولينك شبيه سازي شده اند. نتايج در دوره تناوب نمونه برداري 50μs و فركانس كليد زني 3.3kHz و در شرايط منفي شدن ناگهاني سرعت، منفي شدن ناگهاني گشتاور، يك درصد سرعت نامي و افزايش مقدار مقاومت استاتور بدست آمده، تحليل و مقايسه شده اند. در انتها نتايج جمع بندي شده و پيشنهاداتي ارائه گرديده است.

1396/09/27

12/18/2017 12:00:00 AM

In this thesis, a novel method is proposed in order to simultaneously reduce the flux and torque ripple in Permanent Magnet Synchronous Motor (PMSM) drives based upon the Direct Torque Control (DTC) strategy. The suggested method which is based on the duty ratio modulation employs two other voltage vectors in addition to the initial vector for reducing the flux and torque ripple. These three vectors are applied to the inverter according to their corresponding operating times in each cycle. The time periods of applying these voltage vectors are calculated based on the minimization of flux and torque RMS values and are Simplified only based on the flux and torque errors, no need to use the rotating reference frame and also independent of the machine parameters (except the stator resistance). The thesis report begins with explanation of the PMSM structure and its mathematical model and then, the DTC method principles are described. Detailed explanation of the proposed method, the procedure of switching frequency reduction, the method used for calculating the duty cycles and also the determination approach of the constant values used in the proposed method are discussed in the remainder of the report. In order to verify the performance of the proposed method, this three-vector strategy, and also the previous two-vector and the conventional direct torque control methods are simulated in the MATLAB/Simulink environment. The results are obtained, analyzed and compared for a sampling period of 50μs and switching frequency of 3.3 kHz, in different conditions such as sudden changes in torque and speed (with a negative final value), a one-percent value of the nominal speed and also the increase of the stator resistance value. Finally, the results are summarized and also several recommendations are presented.