دانلود پایان نامه ارشد : کنترل سرعت موتور القایی بدون حس‌گر سرعت

0 Comments

دانلود متن کامل پایان نامه مقطع کارشناسی ارشد رشته مهندسی برق

گرایش : قدرت

عنوان : کنترل سرعت موتور القایی بدون حس گر سرعت

دانشگاه مازندران

موضوع:

کنترل سرعت موتور القایی بدون حس گر سرعت

  •  سایت ما حاوی حجم عظیمی از پایان نامه های مقطع ارشد می باشد برای جستجو در بقیه پایان نامه ها می توانید کلمه کلیدی مورد نظر خود را در سایت جستجو نمایید:

     
    Widget not in any sidebars
       

جهت اخذ درجه کارشناسی ارشد

رشته مهندسی برق –  قدرت

استاد راهنما:

دکتر سعید لسان

 

استاد مشاور:

دکتر ابوالفضل رنجبر نوعی

 

زمستان ۱۳۸۷

برای رعایت حریم خصوصی نام نگارنده پایان نامه درج نمی شود
(در فایل دانلودی نام نویسنده موجود است)
تکه هایی از متن پایان نامه به عنوان نمونه :
(ممکن است هنگام انتقال از فایل اصلی به داخل سایت بعضی متون به هم بریزد یا بعضی نمادها و اشکال درج نشود ولی در فایل دانلودی همه چیز مرتب و کامل است)
چکیده
موتور های القایی به صورت وسیعی در کاربردهای صنعتی مورد استفاده قرار می گیرند. به همین خاطر توجه زیادی به طراحی و توسعه کنترل آن شده است. عملکرد سطح بالای کنترل درایوهای موتورهای القایی با روشی به نام کنترل جهت یابی میدان به دست آمده است. امروزه درایوهای AC مبتنی بر کنترل تمام دیجیتال در تمامی سطوح کاربردی به یک تکنولوژی بالا دست یافته اند. در این بین قسمتی از پژوهش ها بر روی حذف حس گر سرعت روی محور ماشین بدون اثر منفی بر عملکرد دینامیکی سیستم کنترل درایو متمرکز گردیده است. از مزایای درایوهای موتور القایی بدون حس گر سرعت می توان به اندازه کوچکتر درایو، حذف سیم های حس گر، قیمت پایین تر و افزایش قابلیت اعتماد در عملکردهای سطح بالا اشاره نمود.
در این پایان نامه بعد از معرفی کنترل برداری موتورهای القایی و روش های متداول کنترل بدون حس گر سرعت آن ها،  به کمک روش سیستم تطبیقی مدل مرجع، یک تخمین گر سرعت که با نمونه گیری از جریان های استاتور سرعت موتور را تخمین می زند ارائه می گردد. در پایان جزئیات مراحل شبیه سازی سیستم درایو و نتایج حاصل از گزارش شده است و همچنین زمینه هایی برای انجام مطالعات آتی پیشنهاد شده است.
کلمات کلیدی: کنترل جهت یابی میدان، کنترل سرعت بدون حس گر، تخمین گر سرعت، سیستم تطبیقی مدل مرجع.

فهرست عناوین صفحه

۱ .۱    مقدمه        ۲
۱ .۲    کنترل جهت یابی میدان موتورهای القایی.. ۳
۱ .۲ .۱    تبدیل متعامد. ۴
۱ .۲ .۲    تبدیل کلارک   ۶
۱ .۲ .۳    تبدیل پارک و معکوس تبدیل پارک… ۶
۱ .۳    مدل دینامیکی موتور القایی.. ۸
۱ .۴    طرح اساسی کنترل جهت یابی میدان.. ۱۲
۱ .۵    کنترل مستقیم جهت یابی میدان.. ۱۴
۱ .۶    کنترل غیر مستقیم جهت یابی میدان.. ۱۶
۱ .۷    کنترل سرعت متغیر ماشین القایی.. ۱۷
۱ .۸    تکنولوژی کنترل بدون حس گر سرعت ماشین های القایی.. ۱۹
۲ .۱    مقدمه        ۲۵
۲ .۲    دینامیک ماشین.. ۲۵
۲ .۲ .۱    معادلات اساسی.. ۲۵
۲ .۲ .۲    دیاگرام گذر سیگنال مختلط.. ۲۷
۲ .۲ .۳    محدودیت ها ۲۸
۲ .۳    درایوهایی برای تعدیل نیازمندی های دینامیکی.. ۳۰
۲ .۳ .۱    تخمین بر اساس نیروی ضدمحرکه. ۳۰
۲ .۳ .۲    کنترل ولت بر هرتز ثابت… ۳۳
۲ .۳ .۳    تخمین سرعت بر پایه هارمونیک های فضایی.. ۳۵
۲ .۴    عملکرد سطح بالای درایوها ۳۶
۲ .۴ .۱    جهت یابی میدان رتور ۳۶
۲ .۴ .۲    سیستم تطبیقی مدل مرجع (MRAS) 39
۲ .۴ .۳    کنترل پیش خور (فید فوروارد) ولتاژهای استاتور ۴۲
۲ .۴ .۴    تخمین شار رتور و جریان گشتاور ۴۶
۲ .۴ .۵    جهت یابی شار استاتور ۴۸
۲ .۵    رؤیت گرهای تطبیقی.. ۵۲
۲ .۵ .۱    رؤیتگر غیر خطی مرتبه کامل.. ۵۲
۲ .۵ .۲    رؤیتگر مد لغزشی.. ۵۴
۲ .۵ .۳    کالمن فیلتر توسعه یافته. ۵۵
۲ .۵ .۴   رؤیتگر غیر خطی کاهش مرتبه یافته. ۵۶
۲ .۶    تخمین گرهای هوشمند. ۵۷
۲ .۶ .۱    تخمین گر عصبی سرعت آموزش بلادرنگ… ۵۷
۲ .۶ .۲    تخمین گر مبتنی بر کنترل کننده فازی.. ۵۹
۲ .۷    انتخاب الگوریتم تخمین سرعت بدون حس گر. ۶۰
۳ .۱    مقدمه        ۶۲
۳ .۱ .۱    کنترل تطبیقی.. ۶۲
۳ .۱ .۲    روش های کنترل تطبیقی.. ۶۳
۳ .۲    روش های کنترل برداری موتور القایی بدون سنسور سرعت مبتنی بر MRAS.. 66
۳ .۲ .۱    کنترل برداری موتور القایی بدون حس گر سرعت در سرعت های خیلی پایین.. ۶۶
۳ .۲ .۱ .۱   سیستم کنترل.. ۶۶
۳ .۲ .۱ .۲   موتور القایی… ۶۷
۳ .۲ .۱ .۳   کنترل مجزا ۶۸
۳ .۲ .۱ .۴   مدل شار رتور. ۶۹
۳ .۲ .۱ .۵   استراتژی کنترل.. ۷۳
۳ .۲ .۲    کنترل تطبیقی مدل مرجع مبتنی بر شار رتور ۷۵
۳ .۲ .۳    کنترل تطبیقی مدل مرجع مبتنی بر نیروی ضد محرکه الکتریکی (bemf) 78
۳ .۲ .۴    MRAC پیشنهادی مبتنی بر جریان های استاتور ۷۹
۴   مقدمه ۸۴
۴ .۱    شبیه سازی کنترل برداری بدون حس گر سرعت موتور القایی.. ۸۴
۴ .۱ .۱    مدل سازی موتور القایی.. ۸۴
۴ .۱ .۲    مدل منبع تغذیه – اینورتر. ۸۶
۴ .۱ .۳    مدل سیستم کنترل.. ۸۶
۴ .۲    اعمال ورودی ها و بررسی نتایج.. ۹۱
۵٫۱   نتیجه گیری و ارائه پیشنهادات  …………………………………………………………………………….۱۰۴
مراجع       ۱۰۵
 
 
 
 
 

فهرست اشکال صفحه

شکل ‏۱ – ۱-  بردار فضایی جریان استاتور. ۵
شکل ‏۱ – ۲- تبدیل پارک. ۷
شکل ‏۱ – ۳- دیاگرام فازوری جهت یابی میدان موتور القایی. ۱۱
شکل ‏۱ – ۴- بلوک دیاگرام عمومی برای سیستم کنترل جهت یابی میدان. ۱۳
شکل ‏۱ – ۵- طرح جهت یابی مستقیم میدان. ۱۴
شکل ‏۱ – ۶- طرح جهت یابی غیر مستقیم میدان. ۱۶
شکل ‏۲ – ۱- دیاگرام گذر سیگنال موتور القایی، متغیرهای حالت: جریان استاتور و شار رتور. ۲۸
شکل ‏۲ – ۲- تخمین گر فرکانس رتور بر اساس بردار  نیروی ضد محرکه؛ N: صورت کسر. ۳۲
شکل ‏۲ – ۳- سیستم کنترل درایو با بهره گرفتن از تخمین گر  به کار رفته در شکل (۲-۴). ۳۲
شکل ‏۲ – ۴- درایو بدون حس گر برای محدود کردن عملکرد دینامیکی (زیر نویس R: مقدار نامی). ۳۴
شکل ‏۲ – ۵- دیاگرام گذر سیگنال موتور القایی : جریان های استاتور اجباری. ۳۷
شکل ‏۲ – ۶- گذر سیگنال در جهت یابی میدان رتور. ۳۸
شکل ‏۲ – ۷- سیستم تطبیقی مدل مرجع برای تخمین سرعت. ۳۹
شکل ‏۲ – ۸- کنترل کننده سرعت و جریان برای تخمین گرMRAS؛ CRPWM: PWM تنظیم کننده جریان. ۴۱
شکل ‏۲ – ۹- کنترل فید فوروارد ولتاژهای استاتور، جهت یابی شار رتور. ۴۳
شکل ‏۲ – ۱۰- کانال های جبران (خطوط ضخیم در A و B) برای سیستم کنترل سرعت بدون حس گر شکل (۲-۹). ۴۴
شکل ‏۲ – ۱۱- کنترل سرعت بدون حس گر بر اساس تخمین مستقیم isq . 46
شکل ‏۲ – ۱۲- تخمین گر شار رتور برای ساختمان شکل (۲-۱۱). ۴۷
شکل ‏۲ – ۱۳- دیاگرام گذر سیگنال موتور القای ، جریان های اجباری استاتور ؛ متغیرهای حالت : جریان استاتور ، شار استاتور. خطوط نقطه چین سیگنال های صفر در جهت یابی میدان استاتور را بیان می کند. ۴۹
شکل ‏۲ – ۱۴-  کنترل ماشین در جهت یابی شار استاتور با بهره گرفتن از مجزا کننده دینامیکی خارجی. ۵۰
شکل ‏۲ – ۱۵-  تخمین گر سرعت و فرکانس رتور برای کنترل سیستم شکل (۲-۱۴)؛ N : صورت کسر. ۵۱
شکل ‏۲ – ۱۶-  رؤیتگر غیر خطی مرتبه کامل. ۵۲
شکل ‏۲ – ۱۷-  جبران گر مد لغزشی . جبران گر به مدل ماشین شکل (۲-۱۶) به فرم یک رؤیتگر مد لغزشی متصل می شود. ۵۴
شکل ‏۲ – ۱۸-  رؤیتگر غیر خطی کاهش مرتبه یافته ؛ بلوک MRAS در ساختمان شکل (۲-۷) وجود دارد. ۵۶
شکل ‏۲ -۱۹-  ساختار تخمین گر عصبی سرعت. ۵۸
شکل ‏۳ – ۱-  نمودار بلوکی سیستم تطبیقی. ۶۳
شکل ‏۳ – ۲-  نمودار بلوکی جدول بندی بهره. ۶۳
شکل ‏۳ – ۳-  نمودار بلوکی رگولاتور خود تنظیم. ۶۴
شکل ‏۳ – ۴-  نمودار بلوکی کنترل دوگان. ۶۵
شکل ‏۳ – ۵-  نمودار سیستم تطبیقی مدل مرجع (MRAS) 65
شکل ‏۳ – ۶-  بلوک دیاگرام سیستم کنترل. ۶۷
شکل ‏۳ – ۷-  محاسبه  و . ۷۱
شکل ‏۳ – ۸-  محاسبه شارهای تخمینی رتور. ۷۳
شکل ‏۳ – ۹-  بلوک دیاگرام تخمین گر سرعت رتور. ۷۵
شکل ‏۳ – ۱۰-  بلوک دیاگرام کنترل برداری بدون حسگر سرعت. ۷۶
شکل ‏۳ – ۱۱-  ساختمان تخمین سرعت رتور با بهره گرفتن از MRAC. 77
شکل ‏۳ – ۱۲-  ساختمان طرح تخمین سرعت با بهره گرفتن از جریان های استاتور. ۸۲
شکل ‏۴ – ۱-  شمای گرافیکی مدل موتور القایی. ۸۵
شکل ‏۴ – ۲-  شمای گرافیکی مدل اینورتر کنترل باند تلرانس جریان. ۸۶
شکل ‏۴ – ۳-  شمای کلی سیستم کنترل. ۸۷
شکل ‏۴ – ۴-  شمای گرافیکی طرح کلی تولید پالس های اینورتر. ۸۸
شکل ‏۴ – ۵-  شمای گرافیکی زیر سیستم محاسبه کننده شار رتور. ۸۸
شکل ‏۴ – ۶-  شمای گرافیکی زیر سیستم محاسبه کننده بردارهای یکه. ۸۹
شکل ‏۴ – ۷-  شمای گرافیکی زیر سیستم محاسبه کننده . ۸۹
شکل ‏۴ – ۸-  شمای گرافیکی زیر سیستم محاسبه کننده . ۸۹
شکل ‏۴ – ۹-  شمای گرافیکی زیر سیستم تخمین گر سرعت. ۹۰
شکل ‏۴ – ۱۰-  سرعت واقعی و تخمینی. ۹۱
شکل ‏۴ – ۱۱-  اختلاف سرعت واقعی و تخمینی. ۹۱
شکل ‏۴ – ۱۲- الف-  نمودار جریان های سه فاز ترمینال های استاتور. ۹۲
شکل ‏۴ – ۱۲- ب-  نمودار جریان های سه فاز ترمینال های استاتور. ۹۳
شکل ‏۴ – ۱۲- پ-  نمودار جریان های سه فاز ترمینال های استاتور. ۹۳
شکل ‏۴ – ۱۲- ت-  نمودار جریان های سه فاز ترمینال های استاتور. ۹۴
شکل ‏۴ – ۱۳- الف-  نمودار جریان های مرجع و تولیدی اینورتر فاز a. 95
شکل ‏۴ – ۱۳- ب-  نمودار جریان های مرجع و تولیدی اینورتر فاز a. 95
شکل ‏۴ – ۱۳- پ-  نمودار جریان های مرجع و تولیدی اینورتر فاز a. 96
شکل ‏۴ – ۱۳- ت-  نمودار جریان های مرجع و تولیدی اینورتر فاز a. 96
شکل ‏۴ – ۱۴- الف-  نمودار جریان های مرجع و تولیدی اینورتر فاز b. 97
شکل ‏۴ – ۱۴- ب-  نمودار جریان های مرجع و تولیدی اینورتر فاز b. 97
شکل ‏۴ – ۱۴- پ-  نمودار جریان های مرجع و تولیدی اینورتر فاز b. 98
شکل ‏۴ – ۱۴- ت-  نمودار جریان های مرجع و تولیدی اینورتر فاز b. 98
شکل ‏۴ – ۱۵- الف-  نمودار جریان های مرجع و تولیدی اینورتر فاز c. 99
شکل ‏۴ – ۱۵- ب-  نمودار جریان های مرجع و تولیدی اینورتر فاز c. 99
شکل ‏۴ – ۱۵- پ-  نمودار جریان های مرجع و تولیدی اینورتر فاز c. 100
شکل ‏۴ – ۱۵- ت-  نمودار جریان های مرجع و تولیدی اینورتر فاز c. 100
شکل ‏۴ – ۱۶- نمودار جریان های مرجع در محورهای d-q. 101
شکل ‏۴ – ۱۷- نمودار ولتاژ خطی فازهای a-b. 102
شکل ‏۴ – ۱۸- نمودار گشتاور الکترومغناطیسی. ۱۰۲

فهرست جداول صفحه

جدول ‏۴ – ۱- مقادیر پارامترهای موتور القایی ……………………………………………………………………………………….  ۸۵

مقدمه

 ماشین های القایی نسبتاً ارزان و مقاوم هستند زیرا آن ها را می توان بدون حلقه های لغزان یا کموتاتور ساخت. این ماشین ها بصورت گسترده ای در کاربردهای صنعتی استفاده می شوند. بدین خاطر باید توجه بیشتری به کنترل موتور القایی برای شروع به کار ، ترمز کردن ، عملکرد چهار ناحیه ای و غیره نمود. کنترل حلقه باز ماشین با فرکانس متغیر ممکن است هنگامی که موتور عملکردی در گشتاور پایدار با نیاز به تنظیم سرعت دارد، درایو با تغییر سرعت رضایت بخشی را ارائه دهد. اما زمانی که به یک درایو با پاسخ دینامیکی سریع و سرعت صحیح یا کنترل گشتاور نیاز است یک کنترل حلقه باز، رضایت بخش نیست. بنابراین نیاز است که موتور در مد حلقه بسته عمل کند. عملکرد دینامیکی سیستم درایو ماشین القایی روی عملکرد کلی سیستم اثر زیادی می گذارد. از آن جایی که کنترل موتور القایی یک مدل غیر خطی دارد، انجام آن، یک کار مشکل می باشد. چرا که متغیرهای رتور به ندرت قابل اندازه گیری هستند و پارامترهای آن تحت شرایط کار تغییر می کنند. برای کنترل سرعت موتور القایی از چندین تکنیک استفاده می شود.این طرح می تواند به دو گروه اصلی تقسیم بندی شود:
الف) کنترل اسکالر : یکی از اولین روش های کنترل ماشین های القایی، کنترل سرعت ولت بر هرتز            که آن را به عنوان یک روش اسکالر می شناسیم، می باشد که ماشین با نسبت ولتاژ به فرکانس ثابت ، به منظور ثابت نگه داشتن شار فاصله هوایی و تولید ماکزیمم حساسیت گشتاور ، تحریک می شود. این روش نسبتاً ساده است. اما نتایج رضایت بخشی برای کاربردهای با عملکرد سطح بالا ، به بار نمی آورد. این موضوع ناشی از این حقیقت است که در روش اسکالر یک کوپلینگ ذاتی بین گشتاور و شار فاصله هوایی وجود دارد و این امر موجب کندی پاسخ ماشین القایی می گردد.
ب) کنترل برداری یا کنترل جهت یابی میدان[۱]: برای غلبه بر محدودیت های روش کنترل اسکالر ، روش های جهت یابی میدان توسعه داده شدند. دراین روش متغیرها به یک چهارچوب مرجع انتقال داده می شوند که از نظر دینامیکی همانند کمیت های dc می گردند. کنترل مجزا بین شار و گشتاور این اجازه را می دهد که ماشین القایی به یک پاسخ گذرای سریع برسد. بنابراین جهت یابی میدان درایو ماشین القایی می تواند برای کاربردهای با عملکرد بالا جایی که به طور سنتی ماشین های dc استفاده می شدند، استفاده شود. طرح های بهتر از کنترل سنتی به یک حس گر سرعت برای عملکرد حلقه بسته نیاز دارد. حس گر سرعت چندین عیب از نقطه نظر درایو نظیر قیمت ، قابلیت اعتماد و ایمنی در مقابل نویز دارد. اخیراً دیدگاه های مختلف سرعت بدون حس گر در مقالات مختلف پیشنهاد شده است. اما به دلیل وجود متغیرهای متعدد و غیر خطی دینامیک موتور القایی ، تخمین سرعت روتور و شار بدون اندازه گیری متغیرهای مکانیکی هنوز نیز کاری مشکل می باشد.
در یک درایو موتور القایی سه قسمت عمده اصلی وجود دارد : یک موتور القایی ، یک دستگاه الکترونیک قدرت و یک کنترل کننده .
تعداد صفحه : ۱۱۷
قیمت : ۱۴۷۰۰تومان

بلافاصله پس از پرداخت لینک دانلود فایل در اختیار شما قرار می گیرد

و در ضمن فایل خریداری شده به ایمیل شما ارسال می شود.

پشتیبانی سایت :        ****       [email protected]