Sabit mıknatıslı senkron motorda moment dalgalanması ve gürültünün azaltılması
Torque ripples and noise reduction in permanent magnet synchronous motor
- Tez No: 201512
- Danışmanlar: PROF. DR. HALİT PASTACI, YRD. DOÇ. DR. KAYHAN GÜLEZ
- Tez Türü: Doktora
- Konular: Elektrik ve Elektronik Mühendisliği, Mühendislik Bilimleri, Electrical and Electronics Engineering, Engineering Sciences
- Anahtar Kelimeler: Aktif filtresi, Alan yönlendirmeli kontrol, doğrudan moment kontrolü, elektromanyetik girişim, harmonik, moment dalgalanmaları, pasif filtre, Sürekli mıknatıslı senkron motor
- Yıl: 2007
- Dil: Türkçe
- Üniversite: Yıldız Teknik Üniversitesi
- Enstitü: Fen Bilimleri Enstitüsü
- Ana Bilim Dalı: Elektrik Mühendisliği Ana Bilim Dalı
- Bilim Dalı: Belirtilmemiş.
- Sayfa Sayısı: 201
Özet
Bu Çalışmada inverter anahtarlama sisteminden kaynaklanan PMSM de üretilen harmonik gürültülerinin ve moment dalgalamalarının azaltılması incelenmektedir. Çalışmada farklı gerilim modülasyon çeşitlerinin ve kontrol algoritmalarının harmonikleri ve dalgalanmaların seviyesini nasıl etkilediğini belirlemek için aynı çalışma koşulları altında FOC, HDTC, ve SVMDTC için Matlab modelleri oluşturulmuştur. Çalışmadan elde edilen sonuç şudur: Kontrol algoritmasında dalgalanma seviyesini etkileri belli bir şekilde bir örnekleme zamanı içerisinde uygulanan vektör sayısı arttırıldığında değişmektedir. PMSM deki harmonik gürültülerini ve moment dalgalanmalarını azaltmak için üç farklı yöntem önerilmiştir. Birinci metodda, FOC ve HDTC için yeni bir pasif filtre topolojisi önerilmiştir. Bu filtre topolojisi dağıtıcı pasif filtreye kaskad bağlı alçak geçiren RLC filtreden ibarettir. Birleşik filtre iki set değeri frekansını ayarlar. Bunlardan birisi inverter anahtarlama frekansında diğeri ise seçilen bazı orta frekanslarda ayarlama yapabilmektedir. Simülasyon sonuçlarından, önerilen topolojinin EMI gürültü seviyesi ve akım THD gibi moment dalgalanmalarını etkili bir şekilde azalttığı görülmektedir. İkinci yöntemde, aktif filtre topolojisi önerilmiştir. IGBT anahtarlama elemanlarından oluşan bu aktif filtre yapısı, iki tane RLC EMI gürültü filtresi içermektedir. Aktif filtre kontrol devresi ölçülen motor faz gerilimi ile referans gerilimini karşılaştırarak filtre için gerekli olan sinyalleri üretir. Referans gerilimi, FOC yöntemiyle elde edilen kontrol ve motor parametrelerinin fonksiyonu olarak üretilir. Bu yöntem simülasyon sonuçları, harmonik gerilim seviyesinde dikkate değer bir azalma gösterdiği gibi sürekli haldeki moment dalgalanmalarını da azaltmakta ve yeterli bir dinamik moment performansı göstermektedir. Üçüncü yöntem, HDTC performansını artırmada IPMSM için yeni bir direkt moment kontrolü tanımlar. Bu algoritma geleneksel HDTC´de bitişik (komşu) iki vektörü belirlemek için kullanılan iki histeresis kontrolörün çıkışını kullanır. Aynı zamanda bu algoritma seçilen iki vektör için gerekli anahtarlama zamanını belirlerken stator bağlantı akı konumunu ve moment hatasının genliğini kullanır. Anahtarlama zamanı seçiminde önerilen tablo yapısından faydalanır. Önerilen bu üçüncü algoritmanın simülasyon sonuçları, HDTC ile karşılaştırıldığında daha düşük harmonik seviyesi ortaya koyduğu gibi moment dalgalanmalarında dikkate değer bir azalmayı ve yeterli dinamik moment performansını göstermiştir. Bu simülasyon sonuçlar deneysel çalışma ile ispatlanmıştır.
Özet (Çeviri)
This work investigates the minimization of torque ripples and harmonic noises in PMSM generated due to inverter switching system. To study how different voltage modulation schemes and control algorithms can influence the level of ripples and harmonics, MatLab models for FOC, HDTC and SVMDTC have been constructed to hold the study under the same operating conditions. It is evidence from the result that changing the control algorithm can affects the ripple level significantly when the applied number of vectors per sampling period is increased. To reduce torque ripples and harmonic noises in PMSM, three different methods have been proposed. In the first method a new passive filter topology for FOC and HDTC algorithms have been proposed. The filter topology consists of compound dissipative filter cascaded by RLC low pass filter. The compound filter has two tuning frequency points, one at inverter switching frequency and the other at some average selected frequency. The simulation results show that the proposed topology is effectively reduces torque ripples as well as current THD and EMI noise level. In the second method an active filter topology have been proposed. The topology consist of IGBT active filter and two RLC EMI noise filters. The active filter is characterized by detecting the harmonics in the motor phase voltages by comparing the measured phase values with reference voltages generated as function of the motor parameters and control setting values under field oriented control. The simulation results of this method show considerable torque ripples reduction in steady state range and adequate dynamic torque performance as well as considerable harmonic level reduction. The third method describes a new direct torque control algorithm for IPMSM to improve the performance of HDTC. The algorithm uses the output of two hysteresis controllers used in the traditional HDTC to determine two adjacent active vectors. The algorithm also uses the magnitude of the torque error and stator flux linkage position to select the switching time required for the two selected vectors. The selection of the switching time utilizes suggested table structure. The simulation results of the proposed algorithm show adequate dynamic torque performance and considerable torque ripples reduction as well as lower harmonic level as compared to HDTC. The simulation results of this part is supported by experimental work Index Terms: Active filter, direct torque control, electromagnetic Interference, field oriented control, harmonics passive filter, permanent magnet synchronous motor, torque ripples.
Benzer Tezler
- Cogging torque and performance optimization of an interior permanent magnet synchronous motor used in commercial washing machines
Ticari çamaşır makinelerinde kullanılan gömülü daimi mıknatıslı senkron motorların tutunma momenti ve performans en uygunlaştırması
EGE ÜNLÜTEPE KESKİN
Yüksek Lisans
İngilizce
2021
Elektrik ve Elektronik Mühendisliğiİstanbul Teknik ÜniversitesiElektrik Mühendisliği Ana Bilim Dalı
DOÇ. DR. DERYA AHMET KOCABAŞ
- Sabit mıknatıslı senkron motorda moment dalgalanmalarının azaltılması
Torque ripple reduction of permanent magnet synchronous motor
FARUK ERKEN
Doktora
Türkçe
2014
Elektrik ve Elektronik MühendisliğiFırat ÜniversitesiElektrik-Elektronik Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. HASAN KÜRÜM
- FPGA ile sabit mıknatıslı senkron motor kontrolörü tasarımı ve uygulaması
Design and application of permanent magnet motor controller with FPGA
ABDULKADİR SADAY
Yüksek Lisans
Türkçe
2019
Mekatronik MühendisliğiSelçuk ÜniversitesiMekatronik Mühendisliği Ana Bilim Dalı
DR. ÖĞR. ÜYESİ İLKER ALİ ÖZKAN
- Sabit mıknatıslı senkron motorlar için hız yörüngesi denetleyicisi tasarımı
Design of velocity trajectory controller for permanent magnet synchronous motors
ÇAĞDAŞ HİSAR
Yüksek Lisans
Türkçe
2019
Elektrik ve Elektronik MühendisliğiGazi ÜniversitesiElektrik-Elektronik Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. İBRAHİM SEFA
- Elektrikli araçlar için sürekli mıknatıs destekli senkron relüktans motorun tasarımı, optimizasyonu ve uygulaması
Design, optimization and implementation of permanent magnet assisted synchronous reluctance motors for electric vehicles
BURAK YENİPINAR
Doktora
Türkçe
2024
Elektrik ve Elektronik MühendisliğiGazi ÜniversitesiElektrik-Elektronik Mühendisliği Ana Bilim Dalı
DOÇ. DR. ALİ SAYGIN
PROF. DR. YUSUF SÖNMEZ