SÜREKLİ MIKNATISLI SENKRON MOTORLARIN ALGILAYICISIZ KONTROLÜ

Abstract

Endüstriyel uygulamalarda son yıllarda yaygın şekilde kullanılan Sürekli Mıknatıslı Senkron Motorlardan düzgün bir momentin alınması için stator alanı ile rotor alanının senkronize edilmesi gerekir. Bu senkronizasyon işlemi konum algılayıcılarıyla gerçekleştirilmektedir. Bu algılayıcılar sistemin maliyetini ve motor boyutunu artırıp, güvenilirliğini azaltmaktadır. Bu nedenlerle konum algılayıcılarının motor kontrol sisteminden kaldırılması son derece önem taşımaktadır.Sürekli mıknatıslı senkron motorların konum ve hız algılayıcısız kontrolünde bir çok yöntem mevcuttur. Ancak bu yöntemler senkron motorun çeşitli tiplerine göre ve çalıştırılacağı hızlara göre değişmektedir. Bu yöntemlerin büyük bir çoğunluğunda motorun matematiksel modeli kullanılmaktadır. Konum ve hız algılayıcısız kontrolde kullanılan motorun matematiksel modelinin doğruluğu çok önemlidir. Bunun yanı sıra konum ve hız algılayıcısız kontrol yöntemlerinin çoğu düşük hızlarda iyi sonuç vermemektedir. Sürekli Mıknatıslı Senkron Motorların v/f konum ve hız algılayıcısız kontrolü geniş hız oranlarında üstün görülmektedir.Bu tez çalışmasında, sürekli mıknatıslı senkron motorun Sonlu Elemanlar Yöntemi ile analizi yapılmış ve daha doğru bir motor modeli elde edilmiştir. Elde edilen motor modeli önce konum ve hız algılayıcılı vektör kontrolde kullanılmıştır. Daha sonra elde edilen motor modeli konum ve hız algılayıcısız sürekli mıknatıslı senkron motor kontrolünde kullanılmıştır. Sonlu elemanlar yöntemi kullanılarak elde edilen motor modelinde motorun silindirik ve çıkık kutuplu olması motor modeline yansıtılmıştır. Ayrıca konum ve hız algılayıcısız v/f kontrol yöntemi için kararlı bir çalışma Bulanık Mantık Denetleyici kullanılarak, geniş hız oranlarında, gerçekleştirilmiştir. Yapılan çalışmaların benzetimi Matlab Simulik programında gerçekleştirilmiş, daha sonra DSpace 1104 denetleyicisi kullanılarak gerçek zamanda uygulanmıştır.Anahtar Kelimeler: Sürekli mıknatıslı senkron motor, Sonlu elemanlar yöntemi, vektör kontrol, konum ve hız algılayıcısız kontrol, BMD (Bulanık Mantık Denetleyici)

The permanent magnet synchronous motors (PMSM), which is widely used in industrial applications in recent years, require stator and rotor fields to be synchronised in order to get a smooth torque. This is maintained by position sensors. These sensors increase the system coast and dimension and decrease the reliability. Hence, the elimination of sensors from the system is very important.There are so many methods for position and speed sensorless control of PMSM. But these methods change according to different types of PMSM and their working speed. Many of these methods use motor?s mathematical model. Motor?s mathematical model which is used position and speed sensorless control is very important. Nevertheless, Most of position and speed sensorless control methods do not give a good result at the low speeds. V/f position and speed sensorless control of PMSM is seen attractive at the wide speed rages.In this thesis, the analysis of PMSM has been done using finite element method to obtain better motor model. Firstly, this model has been used in the vector control of PMSM with position and speed sensor. Secondly, the model has been used position and speed sensorless control of PMSM. Cylindrical and salient pole motor have been used in the finite element method and in the motor model. Fuzzy Logic Controller has been used for the position and speed sensorless V/f control method with wide speed range. Finally, the study has been simulated using MATLAB Simulink. Real time implementation is realized using DSpace 1104 Controller.Keywords: Permanent Magnet Synchronous Motor (PMSM), Finite Element Method, Vector Control, Position and Speed Sensorless Control, Fuzzy Logic Controller (FLC).