Elektrikli araçlarda kullanılan asenkron motorun optimal akı referanslı doğrudan moment denetimi
Direct torque control with optimal flux reference of induction motor used in electric vehicles
- Tez No: 561881
- Danışmanlar: DOÇ. DR. MUSTAFA AKTAŞ
- Tez Türü: Doktora
- Konular: Elektrik ve Elektronik Mühendisliği, Electrical and Electronics Engineering
- Anahtar Kelimeler: Belirtilmemiş.
- Yıl: 2019
- Dil: Türkçe
- Üniversite: Karabük Üniversitesi
- Enstitü: Fen Bilimleri Enstitüsü
- Ana Bilim Dalı: Elektrik-Elektronik Mühendisliği Ana Bilim Dalı
- Bilim Dalı: Belirtilmemiş.
- Sayfa Sayısı: 146
Özet
Asenkron motorların nominal yükte verimleri yüksektir. Ancak düşük yüklerde oranı artan demir kaybına bağlı olarak verimleri düşüktür. Asenkron motorla sürülen elektrikli araçlar (EA) genellikle düz yolda düşük yükte hareket ettiğinden, motorun özellikle düşük yüklerde veriminin artırılması EA'lar için çok önemlidir. Bu amaçla, asenkron motorun demir kaybı ile bakır kaybı arasında denge kurarak maksimum verimde çalışmasını sağlayan optimal akı değerinin bulunması gereklidir. Bu tez çalışmasında doğrudan moment kontrollü (DMK) asenkron motorla sürülen EA'ların veriminin artırılması için yeni bir kayıp model tabanlı kontrolör tasarlanmıştır. Günümüzde kayıp model tabanlı kontrolör algoritmalarında, kayıpları modellemeyi sadeleştirmek için genellikle demir kaybı ve kaçak endüktanslar ihmal edilmektedir. Ancak her ikisinin de ihmali, özellikle yüksek hız bölgesinde doğru bir kayıp minimizasyonu elde edilmesini engeller. Bu çalışmada önerilen kayıp model tabanlı kontrolör algoritmasında, demir kaybı ve kaçak endüktanslar matematiksel modellemeye dahil edilmektedir. Önerilen yöntemde, mıknatıslanma akımının demir kaybı akımından çok büyük olmasına dayanarak, mıknatıslanma akımı yerine stator akımı ile rotor akımının toplamının yazılması yaklaşımı ile senkron referans eksenlerinde modelleme sadeleştirilip, DMK için gerekli olan optimal stator akı referansı kolayca bulunmaktadır. Hem benzetim hem de deneysel sonuçlar, önerilen yöntemin özellikle düşük yüklerde motorun verimini önemli oranda artırdığını göstermektedir. Önerilen kayıp model tabanlı kontrolörle elde edilen optimal akı referanslı DMK ile moment dalgalanmasında azalma olduğu görülmektedir. Ayrıca asenkron motorun hız kontrolünü iyileştirmek için DMK'de genellikle kullanılan PI kontrolör yerine kayan kipli kontrolör (KKK) kullanılmaktadır. KKK kontrolörü ile hem yük değişimi altında hem de referans hız değişimi altında daha az aşım ve daha kısa yerleşme zamanı elde edilmiştir.
Özet (Çeviri)
The efficiency of induction motors is high at rated load. However, it is low at the low loads due to increased core loss rate. Since electric vehicles (EVs) driven by induction motors usually move at low load on a straight road, to increase the efficiency of the motor especially at low loads is very important for EVs. For this purpose, it is necessary to find an optimal flux value that enables the induction motor to work at maximum efficiency by providing a balance between core loss and copper loss. In this thesis, a novel loss model based controller is designed to increase the efficiency of EVs driven direct torque control (DTC) based induction motor. Today, in the loss model based controller algorithms, generally core loss and leakage inductances are neglected to simplify the loss model. However, to neglect both factors prevent obtaining a correct loss minimization, especially in high speed region. In the algorithm of loss model based controller proposed in this study, core loss and leakage inductances are taken into account in the mathematical model. The proposed method is based on that the magnetizing current is much higher than the core loss current. By using the sum of stator current and rotor current instead of magnetizing current, modelling in the synchronous reference axes is simplified, then the optimal stator flux reference required for DTC is found easily. Both the simulation and experimental results show that the proposed method significantly increases the efficiency of the motor, especially at low loads. It is seen that a reduction in torque ripple is provided by the DTC with optimal flux reference obtained by the proposed loss model based controller. Also, a sliding mode controller (SMC) is used to improve the speed control of induction motor instead of a classical PI controller used in the DTC. The SMC controller provides less overshoot and shorter settling time under sudden load and reference speed changes.
Benzer Tezler
- Modelling longitudinal motion of an electric vehicle and wheel slip control through NN based uncertainty prediction
Elektrikli aracın boyuna hareketinin modellenmesi ve yapay sinir ağı tabanlı belirsizlik kestirimli tekerlek kayma kontrolü
DUYGU ÖZYILDIRIM
Yüksek Lisans
İngilizce
2021
Bilgisayar Mühendisliği Bilimleri-Bilgisayar ve Kontrolİstanbul Teknik ÜniversitesiMekatronik Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. OVSANNA SETA ESTRADA
- Elektrikli araç uygulamalarında kullanılan asenkron motor ile aynı stator geometrisine sahip sürekli mıknatıslı senkron motorun tasarımı, analizi ve karşılaştırılması
Design, analysis and comparison of permanent magnet synchronous motor and induction motor used in electric vehicle applications with same stator geometry
EMİN TARIK KARTAL
Yüksek Lisans
Türkçe
2022
Elektrik ve Elektronik MühendisliğiYıldız Teknik ÜniversitesiElektrik Mühendisliği Ana Bilim Dalı
DR. ÖĞR. ÜYESİ FATMA KESKİN ARABUL
- Elektrikli araçlarda anlık moment ihtiyacı için geliştirilmiş uzay vektör modülasyonlu doğrudan moment kontrolü
Electric vehicle control for required transient torque by using improved direct torque control with space vector modulation
SELMA NİLAY TABANLI
Yüksek Lisans
Türkçe
2017
Elektrik ve Elektronik MühendisliğiAkdeniz ÜniversitesiElektrik-Elektronik Mühendisliği Ana Bilim Dalı
YRD. DOÇ. DR. YAVUZ ÜSER
- Determination and control of instant moment requirement of electric vehicles with variable road conditions with a Lyapunov type observer
Değişken yol şartlarında elektrikli araçların anlık moment ihtiyacının Lyapunov tipi bir gözlemleyici ile tespiti ve kontrolü
UMUT KİTİŞ
Yüksek Lisans
Türkçe
2020
Elektrik ve Elektronik MühendisliğiAkdeniz ÜniversitesiElektrik-Elektronik Mühendisliği Ana Bilim Dalı
DR. ÖĞR. ÜYESİ YAVUZ ÜSER
- Hafif elektrikli araçlar için 3 fazlı asenkron motor sürücü sisteminin tasarımı ve uygulanması
Design and implementation of 3-phase induction motor drive system for light electric vehicles
FARUK SÖZEN
Yüksek Lisans
Türkçe
2021
Elektrik ve Elektronik MühendisliğiOndokuz Mayıs ÜniversitesiElektrik-Elektronik Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. MUSTAFA AKTAŞ