23633

ELE2 456

كارشناسي ارشد

مهندسي برق - الكترونيك قدرت و ماشين هاي الكتريكي

فني و مهندسي

دي ماه 1402

121 ص.

بهزاد ميرزائيان دهكردي

آرش كيومرثي

موتور سنكرون مغناطيس دائم داخلي , كنترل بدون حسگر , كنترل برداري , تزريق سيگنال مربعي فركانس بالا , روش‌هاي تطبيقي , روش‌هاي تركيبي

استفاده از حسگر براي تعيين موقعيت موتور و سرعتآن معايب زيادي است، به همين جهت پژوهش‌هاي مختلفي پيرامون كنترل بدون حسگر انواع موتورها انجام شده است. هدف از اين پايان‌نامه آن است كهمتغيرهاي موقعيت و سرعت موتور را بدون استفاده از حسگر، و تنها با استفاده از ولتاژ اعمالي و جريان موتور تخمين بزند. براي تخمين سرعت و موقعيت موتور دو روش كليوجود دارد. يكي تخمين با استفاده از مدل سيستم و ديگري روش‌هاي تزريق سيگنال. هر يك از اين دو روش در ناحيه خاصي از سرعت استفاده مي‌شوندو براي كنترل موتور در ناحيه وسيعي از سرعت بايد از اين دو روش به‌صورت تركيبي استفاده كرد. در اين پژوهش براي تركيب اين دو روش از الگوريتمياستفاده‌شده است كه با توجه به‌سرعت موتور، به خروجي هر روش يك وزن را نسبت مي‌دهد. هر روش بسته بهميزان وزني كه دارد در خروجيتأثيرگذار است. اين الگوريتم به‌صورتيك حلقه هيسترزيس پياده‌سازي شده است. در اين پايان‌نامهازآنجاكه پاسخ روش تزريق سيگنال كند و نوساني است، در سرعت‌هاي پايين از اين روش به‌ تنهايي استفاده نشده، بلكه به‌منظور بهبود پاسخ سيستم در سرعت‌هاي پايين، روش مبتني بر مدل سيستم متوقف نشده و از پاسخ آن براي افزايش سرعت تخمين روش تزريق سيگنال استفاده مي‌شود. با اين حساب در سرعت‌هاي پايين، دو روش فعال بوده و در سرعت‌هاي بالا تنها از يك روش استفاده مي‌شود. از طرفي‌از دقت روش تزريق سيگنال براي تخمين پارامترهاي موتور و به‌كارگيري اين پارامترها در روش مبتني بر مدل سيستم استفاده مي‌شود. در اين پايان‌نامه از روش سيستم‌هاي تطبيقي مبتني بر مدل مرجع، براي تخمين در سرعت‌هاي بالا، ‌و در سرعت‌هاي پايين، ‌از طريق تزريق يك سيگنال فركانس بالاي مربعياز جنس ولتاژ به سيستم، ‌موقعيت و سرعت تخمين زده شده و به سيستم كنترلي اعمال مي‌شود. الگوريتم كنترل برداري، روش‌هاي تخمين سرعت مبتني بر مدل موتور و روش‌هايتركيبي و همچنين روش‌هايبهينه‌سازي، همگي وابسته به پارامترهايموتور هستند. بدين‌جهتضرورت صحت مقادير پارامترهاياستفاده‌شده در اين روش‌ها، اهميت بالايي دارد. اين پارامترها به شرايط محيطي و نقطه كار وابسته‌اند. ‌در اين پايان‌نامه علاوه بر تخمين سرعت و كنترل موتور در ناحيه سرعت نزديك به صفر تا سرعت پايه، پارامترهاي موتور نيز با توجه به ضرورت آن‌ها، براي دقت در روش كنترل بدون حسگر موتور، ‌تخمين زده مي‌شوند. در پايان براي بررسي عملكرد روش پيشنهادي، سيستم پيشنهادي در نرم‌افزارMatlab/Simulink با استفاده از پارامترهاي واقعييك موتور مغناطيس دائم، شبيه‌سازي‌شده است.

Sensorless , Vector Control , Interior Permanent Magnet Synchronous Motor Hybrid , Adative methodes , square wave high-frequency signal injection , control methode

Sensorless control of IPMSM in wide range of speed by a hybrid method

مهندسي برق

The use of sensors to determine position of the motor and its speed،has many disadvantages؛for this reason،various research have been conducted on the sensorless control of all types of motor drives. The purpose of this thesis is to predict both the position and speed variables of the motor without the use of sensors، and only by using estimation of the applied voltage and current of the motor. There are two general methods to estimate the speed and position of the motor. One is estimation using the system model and the other is signal injection method. Each of these two methods are used in a certain area of speed variations، and to control the motor in a wide speed range. In order to have an acceptabel performance during different areas of operation، these two methods should be used in a combined manner. In this research،an algorithm was used to combine these two methods، which according to the motor speed، assigns a weight to the output of each method. This algorithm in this thesis، is implemented as a hysteresis loop. Since the response of the signal injection method is slow and fluctuating، this method is not used alone at low speeds، and in order to improve the system response at low speeds، the method that is based on the system model is moreover used. Therefore، at low speeds، two methods are active، and at high speeds،only one method is used. The model-reference adaptive system method is used to estimate at high speeds and at low speeds، by injecting a square wave high-frequency voltage signal into the system. Vector control algorithm، speed estimation methods based on the motor model and combined methods as well as optimization methods are all dependent on the motor parameters. Thus، the necessity of correctness of the parameter values used in these methods is of great importance. These parameters depend on environmental conditions and load situations. In this thesis، in addition to estimate the speed and control of the motor in the speed area close to zero speed،the parameters of the motor are also estimated؛for the accuracy of the control method without the motor sensor. In the end، to check the performance of the proposed method،the proposed system is simulated in Matlab/Simulink software using the real parameters of a Interior Permanent-Magnet Synchronous Motor.

6