STATOR AKISI ÜZERİNDEN ASENKRON MOTORUN ROTOR AKISI ALAN YÖNLENDİRMESİ İÇİN BİR YÖNTEM

Abstract

Doktora Tezi STATOR AKILARI ÜZERİNDEN ASENKRON MOTORUN ROTOR AKISI ALAN YÖNLENDİRMESİ İÇİN BİR YÖNTEM Erhan AKIN Fırat Üniversitesi Fen Bilimleri Enstitüsü Elektrik Elektronik Mühendisliği Anabilim Dalı 1994, Sayfa: 178 Asenkron motor kontrolü için skalar kontrol yöntemleri düşük maliyetli olmalarına rağmen, iyi kontrol karakteristikleri vermezler ve evirgeç-motor ikilisinin performansını sınırlarlar. Ancak alan yönlendirmeli kontrol ile bu sınırlamalar ortadan kalkar. Bu yöntem ile motorun geçici durum performansı diğer kontrol yöntemlerine göre çok üstün hale gelir, örneğin çıkış momenti gecikme veya dalgalarıma olmaksızın referansını izleyecek şekilde kontrol edilebilir. Alan yönlendirme yönteminin en olumsuz yanı motor üzerinde hız veya akı ölçücü duyargalar gerektirmesidir. Bu tezde, motor üzerindeki duyarga kullanmayan, hesaplanması karmaşık ve uzun olan rotor direncine (veya zaman sabitine) bağımlılık göstermeyen bir yöntem geliştirilmesi hedeflenmiştir. Bu amaçla ayrıntılı bir literatür araştırması yapılmıştır. Bu bilgi birikimine dayanarak, stator akım ve gerilim ölçümlerinden hesaplanmış stator akısınıIV kontrol değişkeni olarak kullanan bir yöntem geliştirilmiştir. Geliştirilen yöntemin bir matematiksel modeli kurulmuştur. Burada sincap kafesli asenkron motorun d-q eksen sistemindeki modeli kullanılmıştır. Bu modele dayanan bir benzetim programı hazırlanmıştır. Stator akı hesaplamaları ve dolayısıyla yöntemin performansı, çalışma sırasında sıcaklık ve diğer etkiler ile stator direncinde oluşan değişimlerden etkilenmektedir. Bu olumsuz etkilerden kurtulmak için kontrol sistemini kesintiye uğratmadan çalışan yeni bir stator direnç düzeltme yöntemi geliştirilmiştir. Stator direnç düzeltme yönteminin moment üzerindeki olumlu etkileri gerçekçi bir bilgisayar benzetimi ile gösterilmiştir. Geliştirilen alan yönlendirme algoritması evirgeç çıkış gerilimini üretmek için bang- bang kontrol yöntemini kullanmaktadır. Bang-bang kontrolün evirgeç çıkışında kabuledilebilir bir dalga şeklini, uygun bir anahtarlama hızında sağlayabilmesi için evirgeç performansına etki eden minimum anahtarlama zamanı, ortalama anahtarlama frekansı ve toplam harmonik distorsiyon faktörleri değişik histerezis bantlarında incelenmiş ve sonuçlar sunulmuştur. Ayrıca bu çalışmada sistemin işletilmesi sırasında motor hızının iyi bir hassasiyet ile hesaplanabileceği gösterilmiştir. Yöntemin uygulanması sırasında TMS320E14 DSP işlemcisi kullanılmıştır. Uygulama sırasındaki stator akı hesaplamasında ortaya çıkan açık integrasyon problemi yeni bir yazılım yöntemiyle çözümlenmiştir. Tez sonuçlarının değerlendirilmesi amacıyla kontrol sisteminin birimleri ayrı ayrı sınandıktan sonra, tüm sisteme ait teorik sonuçlar ile kurulan deneysel modelden elde edilen sonuçlar karşılaştırılmıştır. ANAHTAR KELİMELER: Asenkron motor, doğrudan vektör kontrol, rotor akısı alan yönlendirmesi, moment kontrolü, bang-bang kontrol, stator direnç düzeltimi, açık integrasyon, hız hesaplaması