Vodenje sinhronskega motorja s trajnimi magneti brez dajalnika kota

1. Vodenje sinhronskega motorja s trajnimi magneti brez dajalnika kota Predstavitev Individualnega Raziskovalnega Dela IRD 5 Maribor, 20.09.2006 Evgen Urlep

2. Vsebina • Uvod • Model SMTM z neizraženimi poli (s) • Transformacija v koordinate magnetnega sklepa trajnega magneta • Model SMTM z neizraženimi poli (r) • Navor SMTM z neizraženimi poli • Shema vodenja • Opazovalnik magnetnega sklepa trajnega magneta • Zmanjšanje vpliva spremembe Rs • Rezultati • Zaključek

3. Uvod • Raziskave na področju SMTM so še vedno intenzivne • Vodenje SMTM zahteva poznavanje mehanskega kota/magnetnega sklepa trajnega magneta. • Rekonstrukcija le-tega je možna iz električnih na statorju ob pomoči modela motorja z uporabo opazovalnika. • Neobservabilnost onemogoča uporabo v področju hitrosti nič za motorje brez izraženih polov. • Rešitve zahtevajo uporabo transformacij, zahtevnih za implementacijo

4. Model SMTM Model motorja s trajnimi magneti brez izraženih polov Napetost na statorju Magnetni sklep trajnega magneta Gibalna inducirana napetost Enačba gibanja (s) Stacionarni koordinatni sistem (a,b)

5. Zapis kota: Transformacija v koordinate magnetnega sklepa trajnega magneta Rotacija: [1] Y. Xue, X. Xu, T.G. Habetler, D.M. Divan, “A stator flux-oriented voltage source variable-speed drive based on dc link measurement”,1991

6. Transformacija v koordinate magnetnega sklepa trajnega magneta Definicija: Transformacija z uporabo komponent: Realen produkt (skalarni produkt vektorjev) Kompleksen produkt (vektorski produkt vektorjev)

7. Model SMTM v koordinatah magnetnega sklepa trajnega magneta Napetostna enačba:

8. Transformacija v koordinate magnetnega sklepa trajnega magneta Normiranje: • + štiri množenja in dve seštevanji • Odmik in pogrešek amplitude direktno • vplivata na transformiranko

9. Navor SMTM V koordinatah magnetnega sklepa trajnega magneta Navor: Največji navor: Zahtevan tok:

10. Shema vodenja SMTM hitr. reg. tok. reg. • Regulator toka v statorskih koordinatah – ni razklopitev • Opazovalnik magnetnega sklepa trajnega magneta – ni merilnika kota • referenca toka – poenostavljena transformacija dq/ab

11. Opazovalnik magnetnega sklepa trajnega magneta • - Korekcija pogreška amplitude • Občutljiv na spremembe Rs

12. Vpliv pogreška statorske upornosti Pogrešek ocenjevalnika: Predpostavka: konstantna hitrost in obremenitev, id=0 Vpliv na pogrešek ocenjenega magnetnega sklepa trajnega magneta - proporcionalen z obremenitvijo - vpliv pri nizkih hitrostih

13. Opazovalnik magnetnega sklepa trajnega magneta DRs • - Osnovan na pogrešku amplitude • Korekcija v smeri mag. sklepa trajnega magneta • - Korekcija Rs odvisna od toka

14. Simulacija – adaptacija Rs Rs = 0.150  Rs=±0.005  V času t=2 s je vklopljena korekcija

15. Eksperimentalni sistem • Krmilnik bremena • Semikron • DSP-2 • Krmilnik pogona • MOSFET most • DSP-2 Pogon PMSM AMG6308 Un=48 V Pn=0.8 kW p=6 Rs=0.15 , Ls=237 H, PM=0.02 Vs Breme IM Un=24 V In=30 A p=2

16. Rezultati - obratovanje brez korekcije Pogrešek kota 0.1 rad Stacionarno obratovanje w=10 rad/s z obremenitvijo Tl=0.5 Nm

17. Rezultati – obratovanje s korekcijo Zmanjšan pogrešek kota iz 0.1 rad na 0.05 rad Stacionarno obratovanje w=10 rad/s z obremenitvijo Tl=0.5 Nm

18. Rezultati – počasno reverziranje Počasno reverziranje z obremenitvijo Tl=0.5 Nm

19. Zaključek • Vodenje PMSM zahteva informacijo o toku in magnetnem sklepu trajnega magneta. • Opazovalniki lahko iz električnih veličin izločijo mehanske veličine. • Predlagan opazovalnik je manj občutljiv na spremembe statorske upornosti. • Predstavljeno vodenje in opazovalnik predstavljajo poenastavitev. • Sistem je primeren za implementacijo, ker ne zahteva trigonometričnih funkcij (atan, sin, cos)

20. Hvala za pozornost!