Sabit mıknatıslı senkron motor sürücüleri için yüksek başarımlı kontrol stratejilerinin geliştirilmesi
Improvement of high-performance control strategies for permanent magnet synchronous motor drives
- Tez No: 968929
- Danışmanlar: DR. ÖĞR. ÜYESİ SERKAN BAHÇECİ, DOÇ. DR. MİKAİL KOÇ
- Tez Türü: Doktora
- Konular: Elektrik ve Elektronik Mühendisliği, Electrical and Electronics Engineering
- Anahtar Kelimeler: Belirtilmemiş.
- Yıl: 2025
- Dil: Türkçe
- Üniversite: Erciyes Üniversitesi
- Enstitü: Fen Bilimleri Enstitüsü
- Ana Bilim Dalı: Elektrik ve Elektronik Mühendisliği Ana Bilim Dalı
- Bilim Dalı: Belirtilmemiş.
- Sayfa Sayısı: Belirtilmemiş.
Özet
Rotor yapısındaki farklılıktan kaynaklı olarak mıknatıslarından elde edilecek torkun üzerine relüktans tork da üretebilme potansiyeli gömülü mıknatıslı senkron motorların (GMSM) tork yoğunluğunun daha yüksek olmasını sağlamaktadır. Bu sebeple endüstride, yüksek tork ihtiyacının bulunduğu uygulamalarda GMSM kullanımı daha avantajlı olabilmektedir. Bu tez çalışmasında konvansiyonel olarak kullanılan Alan Yönelimli Kontrol (AYK) tekniği ile günümüzde popüler olan Model Öngörülü Kontrol (MÖK) tekniği benzetim ortamında ve deneysel olarak prototip 4.1 kW GMSM'de uygulanmıştır. Sistemin verimini optimize eden akım başına maksimum tork (ABMT) stratejileri detaylı olarak incelenmiş ve parametrelerden bağımsız ABMT stratejileri önerilmiştir. Önerilen ABMT stratejileri hem AYK hem de MÖK teknikleri kullanılarak 4.1 kW prototip GMSM üzerinde dSpace-1202 işlemcisi ile gerçek zamanlı olarak çalıştırılmıştır. MÖK tabanlı akım kontrolü ve konvansiyonel ABMT ve MÖK tabanlı tork kontrolü, maliyet fonksiyonu tabanlı ABMT stratejileri ile önerilen ABMT stratejisinin kıyaslama çalışmaları da gerçekleştirilmiştir. Buna ek olarak, geniş hız aralığında GMSM'nin kontrolü için gerekli olan alan zayıflatma (AZ) stratejileri de detaylı olarak incelenmiştir ve benzetim ortamında 600 W prototip GMSM üzerinde hem AYK hem de MÖK tekniği ile modeller oluşturulmuştur. Sabit tork bölgesi (STB) ve sabit güç bölgesindeki (SGB) motorun çalışma durumu analiz edilerek parametrelerden bağımsız bir AZ stratejisi vasıtasıyla yeni bir adaptif ağırlıklandırma faktörü (AF) stratejisi önerilmiştir. Önerilen adaptif AF stratejisi ile sistemin kontrol performansının artırılması hedeflenmiştir ve gerçekleştirilen çalışmalar ile performansın artırıldığı doğrulanmıştır.
Özet (Çeviri)
Due to the difference in rotor structure, the potential of generating reluctance torque on top of the torque obtained from the magnets provides higher torque density of interior mounted permanent magnet synchronous motors (IPMSM). Therefore, in industry where high torque is required, the use of IPMSM can be more advantageous. In this thesis study, the conventionally used Field Oriented Control (FOC) technique and the popular Model Predictive Control (MPC) technique are implemented in a simulation environment and experimentally on a prototype 4.1 kW IPMSM. The maximum torque per ampere (MTPA) strategies that optimize the efficiency of the system are examined in detail and the MTPA strategies that are independent of the parameters are proposed. The proposed MTPA strategies are run in real time on a 4.1 kW prototype IPMSM using both FOC and MPC techniques with the dSpace-1202 processor. Comparison studies of the proposed MTPA strategy with the MPC-based current control and conventional MTPA and MPC based torque control, cost function-based MTPA strategies are also performed. In addition, flux weakening (FW) strategies required for the control of IPMSM in a wide speed range are also investigated in detail and models are created with both FOC and MPC techniques on a 600 W prototype IPMSM in a simulation environment. By analyzing the operating conditions of the motor in the constant torque region (CTR) and constant power region (CPR), a novel adaptive weighting factor (WF) strategy is proposed through a specific WF strategy. The proposed adaptive WF strategy aims to increase the control performance of the system and the studies conducted have validated that the performance has been increased.
Benzer Tezler
- High sensitive torque control of permanent magnet synchronous motor for national military applications
Yerli askeri uygulamalar için daimi mıknatıslı senkron motorlarda yüksek hassasiyetli moment kontrolü
MEHMET ERALP KÖSE
Yüksek Lisans
İngilizce
2021
Elektrik ve Elektronik Mühendisliğiİstanbul Teknik ÜniversitesiElektronik ve Haberleşme Mühendisliği Ana Bilim Dalı
DOÇ. DR. DERYA AHMET KOCABAŞ
- Self-commissioning and position sensorless field oriented control of IPMSM
Gömülü mıknatıslı senkron motorun kendi kendine devreye alınması ve konum sensörsüz alan yönlendirmeli kontrolü
YASİN ÇETİN
Yüksek Lisans
İngilizce
2019
Bilgisayar Mühendisliği Bilimleri-Bilgisayar ve Kontrolİstanbul Teknik ÜniversitesiKontrol ve Otomasyon Mühendisliği Ana Bilim Dalı
DOÇ. DR. TUFAN KUMBASAR
- Dengesiz yüklü sabit mıknatıslı senkron motorlarda hız dalgalanmaları ve titreşimlerin azaltılması
Speed ripple and vibration reduction in unbalanced loaded permanent magnet synchronous motor
OYA FİDAN
Yüksek Lisans
Türkçe
2019
Elektrik ve Elektronik MühendisliğiKastamonu ÜniversitesiMalzeme Bilimi ve Mühendisliği Ana Bilim Dalı
DR. ÖĞR. ÜYESİ FARUK ERKEN
- Altitude dependent thermal model and analysis of an outrunner rotor permanent magnet synchronous motor for unmanned air-vehicle applications
İnsansız hava aracı uygulamaları için dış rotorlu kalıcı mıknatıslı senkron motorun irtifaya bağlı termal modeli ve analizi
YUNUS EMRE CİNAL
Yüksek Lisans
İngilizce
2024
Elektrik ve Elektronik Mühendisliğiİstanbul Teknik ÜniversitesiElektrik Mühendisliği Ana Bilim Dalı
DOÇ. DR. DERYA AHMET KOCABAŞ
- Vektör kontrollü sürekli mıknatıslı senkron motor sürücü ve fırçasız DC motor sürücü düzeneklerinin analizi ve simülasyonu
The Analysis and simulations of vector controlled permanent magnet synchronous motor and brushless DC motor drive system
UMUT DEMİREZEN
Yüksek Lisans
Türkçe
2002
Elektrik ve Elektronik MühendisliğiGazi ÜniversitesiElektrik ve Elektronik Mühendisliği Ana Bilim Dalı
YRD. DOÇ. DR. M. TİMUR AYDEMİR