Skip to main content
SUPERVISOR
غلامرضا عرب مارکده (استاد مشاور) سعید حسین نیا (استاد راهنما) جعفر سلطانی زمانی (استاد راهنما)
 
STUDENT
Masood Hajian
مسعود حاجیان فروشانی

FACULTY - DEPARTMENT

دانشکده مهندسی برق و کامپیوتر
DEGREE
Doctor of Philosophy (PhD)
YEAR
1383
In this project, sensorless direct torque control (DTC) of three-phase induction motor (IM) drives based on sliding-mode (SM) and integrator backstepping nonlinear control techniques is presented. The IM drive is supplied with a two level space vector modulation (SVM) voltage source inverter. Stator and rotor flux vectors are estimated using two SM flux observers, in which simultaneous determination of rotor flux, rotor speed, and rotor time constant is achieved in one of them. Both proposed controllers are developed in the stationary frame, and ensure a high performance tracking control. A novel model-based (MB) loss minimization approach and an improved search-based (SB) efficiency optimization method are also introduced, which are combined with the motor drive controllers. Sensorless IM drive capable of very low speed operation is also presented. In this region, stator flux vector is determined using a pure integrator developed in the stationary reference frame. An improved method is introduced for offset and drift components compensation. Moreover, feasible solutions are proposed for on line stator and rotor resistances identification to ensure further improvement of drive performance at very low speeds. The proposed control idea is experimentally implemented using a CPLD board synchronized with a personal computer. Simulation and experimental results are presented to verify the effectiveness of the methods proposed. Key Words Induction Motor, Direct Torque Control, Integrator Backstepping, Sliding-Mode, Efficiency Optimization, Stator and Rotor Resistances
موتورهای القایی سه فاز کاربرد زیادی در صنعت دارند و بیش از 60% از انرژی الکتریکی صنعتی را مصرف می کنند. بر این اساس، کنترل بهینه ی این موتورها از اهمیت بسزایی برخوردار می باشد. تاکنون روشهای زیادی جهت کنترل درایوهای القایی پیشنهاد شده است، که کنترل برداری و کنترل مستقیم شار و گشتاور، معروفترین آنها در حال حاضر می باشند. استفاده از روشهای مبتنی بر کنترل غیر خطی، کنترل مقاوم، و کنترل تطبیقی در پیاده سازی کنترل کننده های مدرن یادشده در این اواخر مرسوم شده است. از سوی دیگر، تلاشهای زیادی جهت بهبود راندمان درایوهای القایی صورت گرفته، که استفاده از عناصر با کیفیت بیشتر در طراحی و ساخت موتور، و بکارگیری الگوریتم های مناسب بهینه سازی در ساختار کنترل کننده ی درایو، محورهای اصلی مورد توجه محققین بوده است. در این رساله، کنترل مستقیم شار و گشتاور با بهره گیری از تکنیکهای غیر خطی مود لغزشی وگام به گام به عقب انتگرالی در دستگاه مختصات ساکن معرفی می گردد. در پیاده سازی کنترل کننده های مزبور از مشاهده گرهای شار مبتنی بر تکنیک مود لغزشی برای تخمین بردار شار دور مغناطیسی استاتور و روتور استفاده شده است. تخمین همزمان سرعت و مقاومت روتور با انتخاب مناسب تابع لیاپانوف در یکی از این مشاهده گرها انجام می شود. لازم به ذکر است که، مدلسازی موتور و تعیین قانون کنترل، در نظر گرفتن اثر تلفات معادل هسته ی استاتور در سرعتهای مختلف محقق شده است. تلفات مزبور از طریق مقاومت معادل تلفات هسته، مدلسازی شده، و با انجام آزمایشهای بی باری بر روی مجموعه ی موتور- ژنراتور تعیین شده است. بهینه سازی راندمان موتور القایی بازای هر بار مکانیکی و سرعت داده شده، با بهره گیری از دو روش مختلف در ادامه ی تحقیق ارائه می شود. در روش اول، شار مرجع موتور بدون نیاز به هیچیک از پارامتر های الکترومکانیکی مدل، و با استفاده از یک الگوریتم کارآمد جستجو تعیین می شود. روش دوم نیز، لغزش بهینه ی موتور القایی را بازای شرایط کاری داده شده تعیین نموده، و با جایگذاری آن در مدل حالت دائم موتور، شار مرجع بهینه را تخمین می زند. هر یک از روشهای بهینه سازی فوق با کنترل کننده های پیاده سازی شده ترکیب شده، و راندمان درایو القایی را بیشینه می سازند. همچنین پارامترهای اصلی موتور القایی شامل مقاومتهای استاتور و روتور، به منظور جبران حساسیت کنترل کننده های پیشنهادی، و الگوریتم بهینه سازی انرژی مبتنی بر مدل موتور، به تغییرات هر یک از پارامترهای یاد شده تخمین زده می شوند. بدین منظور از یک تخمینگر مبتنی بر تکنیک بازگشتی حداقل مربعات برای تخمین مقاومتهای موتور استفاده می گردد. کنترل سرعت درایو القایی در سرعتهای بسیار کم با جبران اثر افت ولتاژ اینورتر، تخمین ولتاژهای فازی موتور و حذف نمونه بردارهای مربوطه، تخمین و جبران اثر آفست dc مربوط به سیگنالهای نمونه برداری شده ی الکتریکی، و نیز تخمین بهنگام اندازه ی مقاومتهای استاتور و روتور با ارائه ی روشی ساده و بسیار موثر در ادامه ی این تحقیق انجام می گیرد. روشهای پیشنهادی با بهره گیری از یک رایانه ی سنکرون با یک بورد CPLD بصورت... کلمات کلیدی: بهینه سازی بازده، محرکه القایی، کنترل مستقیم گشتاور، کنترل غیرخطی، روش گام به گام به عقب

ارتقاء امنیت وب با وف بومی