بخشی از مقاله
خلاصه
در این مطالعه روش کنترل پیش بین گشتاور برای راهاندازی موتور القایی شش فاز بررسی و شبیه سازی شده است. این روش برای کاربردهایی که نیاز به پاسخ سریع گشتاور و سرعت موتور میباشد، بسیار مناسب است. در این روش با استفاده از مدل موتور القایی شش فاز و تابع هزینه طراحی شده، یک بردار کلیدزنی پیش پردازش شده و به موتور اعمال میشود. در این مطالعه یک تابع هزینه بهینه برای روش کنترل پیش بین گشتاور طراحی شده است. نتایج شبیه سازی های کنترل پیش بین گشتاور با روش کنترل مستقیم گشتاور نمایش داده و مقایسه شده است.
.1 مقدمه
اینورتر منبع ولتاژ درایو ماشینهای القایی دارای مزایای بسیاری مانند هزینه کم، ساختار ساده موتور، ریپل کم، قابلیت اطمینان در عملیات PWM، راندمان بالا و... است. اینورترهای چند سطحی در دهههای گذشته به عنوان یک روش امیدبخش برای توسعه کاربرد اینورترها به کار گرفته شده است. یکی دیگر از اینورترهای قوی در دستیابی به توان بالا، اینورتر چند فاز درایو ماشین القایی است. این اینورتر علاوه بر امتیاز بالا بردن توان، دارای قابلیت اطمینان بالا در سیستم است . روش مؤلفههای متقارن از جمله ابزار تحلیلی است که برای تجزیه و تحلیل عملیات نامتعادل ماشینهای الکتریکی بیشتر مورد استفاده قرار میگیرد.
در این روش، کل ساختار ماشین به صورت متعادل مفروض میشود. رفتار دینامیکی ماشین در ماشین های الکتریکی مدرن یک امر حیاتی محسوب میشود. بنابراین دستیابی به مدلی که بتواند رفتار دینامیکی ماشین را اداره کند، بسیار لازم و ضروری است. بطور کلی، سه روش کنترل اسکالر، کنترل برداری و کنترل مستقیم گشتاور که برای درایو موتورهای سه فاز استفاده می شوند، برای درایو موتورهای القایی شش فاز نیز به کار می- روندبٌب. در ]ٍ[ با استفاده از تکنیک امتدادیابی مستقیم شار رتور و با بکار گیری کنترلر جریان، بوسیله اینورتر منبع ولتاژ به روشPWM1×، شار و گشتاور موتور کنترل شده است. در ]َ[ با استفاده از روش ×DTC2با 5 سطح هیسترزیس برای گشتاور، شار و گشتاور موتور شش فاز کنترل شده است.
در بُب روش DTC برای دو نوع خاصی از سیم پیچی استاتور موتور شش فاز مورد مطالعه قرار گرفته است. تکنیک دیگری که برای کنترل موتور القایی پیشنهاد شده است، استفاده از روش کنترل کننده های پیش بین میباشدبّ،ِب. هر کدام از این تکنیک های کنترلی، دارای مزایا و معایب مختلفی میباشند. به عنوان نمونه روش اسکالر دارای ساختاری بسیار ساده است ولی از طرف دیگر پاسخ دینامیکی آن نسبتا ضعیف است. در مقابل آن، روش کنترل امتداد یابی میدان - FOC3 - پاسخ دینامیکی بهتری نسبت به روش اسکالر دارد ولی، نسبت به روش های دیگر دارای ساختار پیچیده تر و حساسیت بیشتری نیز هست.
همچنین در روش FOC به اندازه دقیق زاویه شار رتور بمنظور انتقال جریانهای فازی به قابهای مرجع مختلف احتیاج است. استفاده از دو حلقه جریانی PI، از دیگر نقاط ضعف این روش می باشد. روش کنترل مستقیم گشتاور - DTC - هم دارای پاسخ دینامیکی سریع و هم از ساختار ساده برخودار میباشد. در این روش هیچگونه نیازی به اندازه دقیق شار رتور و یا حلقه کنترلی PI نیست. اما از مهمترین نقاط ضعف این روش ریپل و ضربان شار و گشتاور و عدم کنترل دقیق و مناسب موتور در سرعتهای خیلی پایین است.
از این جهت تاکنون روشها و راهکار-های مختلفی برای بهبود عملکرد - DTC - ارائه شده است]َ،ْ.[ یکی از این تکنیکها، روش کنترل پیش بین گشتاور 4”× “PTC می باشد. روش PTC نیز به محاسبات زیادی احتیاج دارد. از این رو بکارگیری این روش مستلزم استفاده از یک پرسسور قدرتمند است. ضربان ریپل گشتاور و سرعت در این روش بسیار کمتر از روش DTC است. در تئوری تجزیه بردارهای فضایی، موتور شش فاز بصورت یک سیستم شش بعدی در نظر گرفته میشود.
بنابراین تحلیل و کنترل این موتور باید در یک فضای شش بعدی انجام پذیرد. از نظر هندسی، کنترل مناسب یک موتور شش فاز به معنی قرار دادن بردار ماشین در یک سطح مشخص از این فضای شش بعدی و چرخیدن آن با سرعت مطلوب میباشد. اما این روش هم برای آنالیز و هم برای کنترل ماشین شش فاز بسیار مشکل خواهد بود. اما با یک انتقال ساده از فضای شش بعدی به یک قاب مرجع جدید میتوان آنالیز و کنترل موتور را سادهتر کرد.
