DOĞRUDAN MOMENT KONTROLLÜ ASENKRON MOTOR SÜRÜCÜ SİSTEMİNİN İNCELENMESİ

Abstract

Endüstriyel uygulamalarda elektrik motorlarının kontrol edilmesi amacıyla kullanılan sürücüler, motor mili vasıtasıyla şebekeden yüke verilen enerjinin ve moment ile hız büyüklüklerinin kontrolünü sağlarlar. Sanayide bazı üstün özelliklerinden dolayı yaygın olan asenkron motorlar üzerinde yapılan çalışmalar, yüksek performanslı denetim sağlayan ve vektör kontrolüne dayalı olan, alan yönlendirmeli kontrol (FOC) ve doğrudan moment kontrol (DTC) yöntemleri üzerinde yoğunlaşmıştır. DTC kontrolde karmaşık akım dönüşümleri, gerilim ve frekans kontrollü DGM modülü gibi karmaşık işlemlere gerek yoktur. Optimum anahtarlama tablosu, akı ve moment histerezis kontrolörlerinin çıkışlarına göre belirlenir ve eviriciye uygulanarak hızlı bir moment ve akı kontrolü sağlanır.Bu tez çalışmasında önce skaler ve vektörel kontrol yöntemleri incelenmiştir. DTC yönteminin algoritması anlatıldıktan sonra bazı avantaj ve dezavantajlarına vurgu yapılarak, vektör kontrol yöntemi ile karşılaştırılması yapılmıştır. Asenkron motorun d-q modeline dayalı matematiksel modeli çıkartılıp 3 fazlı sinüsoidal besleme için Matlab/Simulink benzetimi yapılarak moment, hız ve akım cevapları incelenmiştir. Ayrıca DTC yöntemine dayalı asenkron motorun hız kontrol sisteminin Matlab/Simulink benzetimi yapılarak sonuçlar incelenmiştir. Hız kontrolörü olarak PI tipi seçilmiştir. DTC yönteminin hızlı bir moment ürettiği ve istenilen referans hıza ulaştığı gözlenmiştir. Moment ve akı histerezis band genişliklerinin akı, akım ve moment üzerindeki etkileri incelenerek sonuçlar gösterilmiştir.

Electrical drive systems used to control electric motors in industrial applications adjust the power transferred from electrical network to mecanical load via controlling torque and speed . Researchs about induction motors which are common in industrial systems due to some important advantages are focused on vector based high performans control methods such as field orientation control (FOC) and Direct torque control (DTC).In DTC method, complex current transformations, voltage or current controlled Pulse width modulations are not needed. Optimum switching table depending on flux and torque hysteresis controller outputs is used to control of inverter switches in order to provide rapid flux and torque response.In this study, firstly scalar and vectoral control methods generally investigated. DTC method is explained and compared with FOC method. Adventages and disadvantages of DTC expressed. Mathematical model of induction motor based on d-q reference frame is given and its Matlab/Simulink simulation is done. The simulation model is run under symetrical 3 phase supply, then current, speed and torque responses are presented.Speed control system of induction motor controlled by DTC method is simulated and the results are investigated. A PI controller is used as speed controller. It is observed that the DTC method have rapid torque response. Effects of band widths of flux and torque hystresis controllers on current, flux and torque responses are investigated