SÜREKLİ MIKNATISLI SENKRON MOTORUN MRAS VE SMO İLE ALGILAYICISIZ KONUM VE HIZ DENETİMİ

Abstract

Sürekli mıknatıslı senkron motorlar, yüksek güç yoğunluğuna, yüksek verime ve yüksek moment eylemsizlik oranına sahip olması, boyutlarının küçük olması ve hızlı dinamik cevaplar vermesi gibi üstünlüklerinden dolayı yüksek performans gerektiren sürücü sistemlerinde yaygın olarak kullanılmaktadır. Yüksek hassasiyet gerektiren uygulamalarda, sürekli mıknatıslı senkron motorların yüksek verimde kullanılabilmesi için konum ve hız bilgisinin doğru bir şekilde elde edilmesi gerekmektedir. Bu maksatla genel olarak konum ve hız algılayıcıları kullanılmaktadır. Ancak bu algılayıcıların motorun boyutunu ve maliyetini artırması gibi olumsuz özelliklerinden dolayı araştırmalar son zamanlarda algılayıcısız kontrol üzerinde yoğunlaşmıştır. Bu tez çalışmasında öncelikle algılayıcı kullanılarak daha sonra ise konum ve hız algılayıcısı kullanılmadan bir sürekli mıknatıslı senkron motorun konum ve hız denetimi gerçekleştirilmiştir. Algılayıcılı konum ve hız denetiminde PWM denetimli kontrol gerçekleştirilmiştir. Algılayıcısız konum ve hız denetiminde ise özellikle orta ve yüksek hızlı uygulamalarda kullanılan model referans uyarlamalı kontrol sistemi ve kayan kipli gözlemleyici kullanılmıştır. Motorun alglayıcılı ve algılayıcısız modelleri Matlab/Simulink ortamında gerçekleştirilmiştir. Elde edilen sonuçlara göre algılayıcılı kontrolde sistemin dinamik cevabının oldukça hızlı olduğu gözlemlenmiştir. Algılayıcısız kontrolde ise model referans uyarlamalı kontrolün kayan kipli gözlemleyici ile yapılan kontrole göre daha iyi bir dinamik cevap verdiği ve daha yüksek bir performans gösterdiği gözlemlenmiştir.Permanent magnet synchronous motors are widely used in high performance drive applications for its advantages such as high power density, high efficiency, high torque to inertia ratio, smaller size and fast dynamic response. In order to use permanent magnet synchronous motors with high efficiency in high precision applications, absolute position and speed information have to be obtained. For this purpose, position and speed sensors are generally used. Due to disadvantages of these sensors such as bigger motor size and higher cost, recently researches are focused on sensorless control of permanent magnet synchronous motor. In this thesis, position and speed control of permanent magnet synchronous motor are achieved first with sensor and second without sensor. In sensored position and speed control, PWM based control technique is used. In sensorless position and speed control, model reference adaptive controller system and sliding mode observer methods, which are generally used in middle and high speed applications, are achieved. Sensored and sensorless models of the permanent magnet synchronous motor are simulated in Matlab/Simulink. According to the simulation results, dynamic response of the system is quite fast in sensored control. In sensorless control, it is observed that model reference adaptive control based model has a better dynamic response and a higher performance than sliding mode observer based model.