slide1 n.
Download
Skip this Video
Loading SlideShow in 5 Seconds..
Brezsenzorsko vodenje sinhronskega motorja z opazovalnikom magnetnega sklepa trajnega magneta PowerPoint Presentation
Download Presentation
Brezsenzorsko vodenje sinhronskega motorja z opazovalnikom magnetnega sklepa trajnega magneta

Loading in 2 Seconds...

play fullscreen
1 / 38

Brezsenzorsko vodenje sinhronskega motorja z opazovalnikom magnetnega sklepa trajnega magneta - PowerPoint PPT Presentation


  • 113 Views
  • Uploaded on

Brezsenzorsko vodenje sinhronskega motorja z opazovalnikom magnetnega sklepa trajnega magneta. Predstavitev doktorske disertacije. Maribor, 21.11.2006. Evgen Urlep. Vsebina I. Uvod Model SMTM z neizraženimi poli Izvedba vodenja v orientaciji polja

loader
I am the owner, or an agent authorized to act on behalf of the owner, of the copyrighted work described.
capcha
Download Presentation

PowerPoint Slideshow about 'Brezsenzorsko vodenje sinhronskega motorja z opazovalnikom magnetnega sklepa trajnega magneta' - gratia


An Image/Link below is provided (as is) to download presentation

Download Policy: Content on the Website is provided to you AS IS for your information and personal use and may not be sold / licensed / shared on other websites without getting consent from its author.While downloading, if for some reason you are not able to download a presentation, the publisher may have deleted the file from their server.


- - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - E N D - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - -
Presentation Transcript
slide1

Brezsenzorsko vodenje sinhronskega motorja z opazovalnikom magnetnega sklepa trajnega magneta

Predstavitev doktorske disertacije

Maribor, 21.11.2006

Evgen Urlep

vsebina i
Vsebina I.
  • Uvod
  • Model SMTM z neizraženimi poli
  • Izvedba vodenja v orientaciji polja
  • Določanje kota magnetnega sklepa trajnega magneta
    • Opazovalnik magnetnega sklepa trajnega magneta s korekcijo amplitude
    • Korekcija kota s pomočjo informacije Hallovega dajalnika
vsebina ii
Vsebina II.
    • Adaptivni opazovalnik magnetnega sklepa trajnega magneta
  • Model in nelinearnosti pretvornika
    • Meritev napetosti na osnovi povprečenja vejnih potencialov
    • Meritev napetosti na podlagi meritev zakasnitev preklopov
  • Simulacije
  • Eksperimentalni rezultati
  • Zaključek
slide4
Uvod
  • Raziskave na področju načrtovanja in vodenja 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 ocenjevalnikov in opazovalnikov.
  • Neobservabilnost onemogoča uporabo v področju hitrosti nič za motorje brez izraženih polov.
  • Področje delovanja je v veliki meri odvisno od točnosti modela, izbranega ocenjevalnika in ujemanja merjenih veličin in parametrov
model smtm z neizra enimi poli
Model SMTM z neizraženimi poli

Magnetni sklep trajnega magneta

Stator je krožno in osno simetričen

Cilindričenrotor s površinsko montiranimi magneti

Ni upoštevanja nasičenja na statorju

Razporeditev magnetov ne povzroča izraženosti

Porazdelitev po kotu je sinusna

Parametri so koncentrirani in neodvisni

Napetost na statorju

Gibalna inducirana napetost

Enačba gibanja

(s) Stacionarni koordinatni sistem (a,b)

generiranje navora smtm
Generiranje navora SMTM

Proizveden navor

V koordinatah MSTM:

Največji proizveden navor:

Ob hitrosti nič je gibalna inducirana napetost enaka nič

Ocenjevanje magnetnega sklepa trajnega magneta pri hitrosti nič odpove

vodenje ob hitrosti ni
Vodenje ob hitrosti nič

Pogrešek navora zaradi pogreška kota

Dodaten tok povzroči dodaten navor ob pogrešku kota

Pogrešek kota ob dodatnem toku

Numerična rešitev v ostalih primerih

brezsenzorsko vodenje smtm
Brezsenzorsko vodenje SMTM

- Vodenje brez mehanskega dajalnika hitrosti in kota

- Regulator toka v statorskih koordinatah

- Opazovalnik magnetnega sklepa trajnega magneta – ni merilnika kota

- poenostavljena transformacija dq/ab

dolo anje kota magnetnega sklepa trajnega magneta
Določanje kota magnetnega sklepa trajnega magneta
  • Metode z upoštevanjem višjeharmonskih komponent
  • Metode na osnovi izraženih lastnosti motorja
  • Metode na podlagi inducirane napetosti
    • Ocenjevalniki
    • Opazovalniki motenj, Luenberger,razširjen Kalman,
    • modelno referenčni adaptivni sistemi (MRAS)
    • opazovalniki na osnovi nevronskih mrež, mehke logike
opazovalnik magnetnega sklepa trajnega magneta s korekcijo amplitude
Opazovalnik magnetnega sklepa trajnega magneta s korekcijo amplitude

Korekcija amplitude MSTM

Opazovalnik na osnovi napetostne enačbe

  • + pasovna širina opazovalnika
  • + delovanje blizu hitrosti 0
  • občutljiv na spremembe statorske upornosti
  • zahtevano je poznavanje začetnega pogoja
analiza opazovalnika s korekcijo amplitude
Analiza opazovalnika s korekcijo amplitude

Model pogreška

Prenosna funkcija:

  • pogrešek statorske napetosti
  • pogrešek statorske upornosti
  • pogrešek statorske induktivnosti
  • pogrešek referenčne amplitude magnetnega sklepa trajnega magneta
analiza opazovalnika s korekcijo amplitude1
Analiza opazovalnika s korekcijo amplitude

V področju nizkih frekvenc sledi referenčni amplitudi

Vpliv pogreška referenčne amplitude magnetnega sklepa

analiza opazovalnika s korekcijo amplitude2
Analiza opazovalnika s korekcijo amplitude

Izrazit v področju višjih frekvenc

Vpliv pogreška statorske induktivnosti

analiza opazovalnika s korekcijo amplitude3
Analiza opazovalnika s korekcijo amplitude

Najbolj izražen je v področju nizkih frekvenc

Vpliv pogreška statorske napetosti

analiza opazovalnika s korekcijo amplitude4
Analiza opazovalnika s korekcijo amplitude

Najbolj izražen je v področju nizkih frekvenc

Vpliv pogreška statorske upornosti

adaptivni opazovalnik magnetnega sklepa trajnega magneta
Adaptivni opazovalnik magnetnega sklepa trajnega magneta

- Osnovan na korekciji pogreška amplitude

- Korekcija v smeri mag. sklepa trajnega magneta

- Korekcija vpliva obremenitveje odvisna od toka

vpliv pogre ka statorske upornosti
Vpliv pogreška statorske upornosti

Pogrešek ocenjenega MSTM:

Predpostavke:

konstantna hitrost in obremenitev, id=0

- Vpliv na pogrešek ocenjenega magnetnega sklepa trajnega magneta

- proporcionalen z obremenitvijo

- vpliv je največji pri nizkih hitrostih

model in linearizacija pretvornika
Model in linearizacija pretvornika

Topologija trifaznega DC/AC pretvornika

stati na karakteristika pretvornika
Statična karakteristika pretvornika

- Vpliv mrtvih časov

- Trganje toka v področju majhnih tokov

- Padci napetosti na stikalnih elemenih

povpre enje vejnih potencialov in linearizacija
Povprečenje vejnih potencialov in linearizacija

Princip delovanja

Zaprtozančna linearizacija

simulacije opazovalnik mstm s korekcijo amplitude
Simulacije – opazovalnik MSTM s korekcijo amplitude

Vpliv spremembe statorske induktivnosti

eksperimentalni sistem
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

rezultati po asno reverziranje2

Korekcija amplitude+Hall

Rezultati – počasno reverziranje

Z dodatno informacijo Hallovega dajalnika

rezultati obratovanje brez korekcije vpliva obremenitve

Adaptivni

Rezultati - obratovanje brez korekcije vpliva obremenitve

Pogrešek

kota

0.1 rad

Stacionarno obratovanje w=10 rad/s z obremenitvijo Tl=0.5 Nm

rezultati obratovanje s korekcijo vpliva obremenitve

Adaptivni

Rezultati – obratovanje s korekcijo vpliva obremenitve

Zmanjšan pogrešek

kota

iz 0.1 rad na

0.05 rad

Stacionarno obratovanje w=10 rad/s z obremenitvijo Tl=0.5 Nm

zaklju ek
Zaključek
  • Vodenje PMSM zahteva informacijo o orientaciji magnetnega sklepa trajnega magneta.
  • Opazovalniki lahko iz električnih veličin izločijo mehanske veličine, kadar hitrost ni enaka nič.
  • Predstavljene strukture opazovalnikov so občutljive na pogreške parametrov:
    • pogrešek statorske induktivnost v višjem frekvenčnem področju
    • pogrešek amplitude magnetnega sklepa trajnega magneta
    • pogrešek statorske upornosti z obremenjevanjem
zaklju ek1
Zaključek
  • Občutljivost na spremembe parametrov je zmanjšana z vpeljavo dodatnih signalov:
    • korekcija kota na osnovi Hallovega dajalnika
    • zmanjšanje vpliva pogreškov zaradi obremenitve
  • Pogrešek napetosti je zmanjšan z merjenjem statorske napetosti/zakasnitev preklopov in kompenzacijo nelinearnosti pretvornika
  • Vodenje ob hitrosti nič ob omejenem kotnem pogrešku je izboljšano z vpeljavo dodatnega tokaid.
  • Predstavljene rešitve so preverjene na eksperimentalnem sistemu
prispevki k znanosti
Prispevki k znanosti
  • zapis variacije navora in magnetnega sklepa trajnega magneta in izvedba vodenja navora,
  • zasnova in analiza opazovalnika magnetnega sklepa, ki omogoča vodenje pri nizkih hitrostih,
  • analiza vplivov pogreškov merjenih signalov in odstopanj parametrov na obnašanje opazovalnika,
  • uporaba meritve statorske napetosti s povprečenjem vejnih potencialov v algoritmu vodenja,
  • izvedba kompenzacije nelinearnosti pretvornika na podlagi meritev dejanskih preklopov stikalnih elementov v pretvorniku,
  • razširitev delovnega področja vodenja na hitrost nič z vpeljavo korekcije kota v opazovalnik, pridobljene z meritvijo kota s Hallovim dajalnikom,
  • vpeljava dodatnega toka id in korekcija kota v področju nizkih hitrosti ob omejenem navoru bremena omeji nastali pogrešek ocenjenega kota in omogoča delovanje tudi ob hitrosti nič.