Abstract
The direct torque control (DTC) technique of permanent-magnet synchronous motors (PMSMs) receives increasing attention due to its advantages in eliminating the current controllers and quicker dynamic response, compared with other motor control algorithms. However, high torque and stator flux ripples remain in the system when using DTC technologies. This means large stator voltage and current harmonic contents exist in the PM motors. Since the variation of motor electromagnetic torque is related to the voltages that are applied to the motor, by analyzing the relationships between stator flux, torque, and voltages, a PMSM torque predictive control scheme is proposed in this paper. In each digital signal processor cycle, the optimized voltage is utilized to reduce torque ripple, and the voltage vector angle is determined by the output of torque and flux hysteresis controllers. The proposed scheme is simulated and experimentally verified. Both simulation and experimental results have shown that low torque ripple and reduced stator current harmonics are achieved by using the proposed scheme
چکیده
روش کنترل گشتاور مستقیم (DTC) محرک های همزمان مغناطیس پایدار (PMSMs) با توجه به مزایای آن در از بین بردن کنترل فعلی و پاسخ دینامیکی سریع تر، بیشتر مورد توجه قرار می گیرد و با سایر الگوریتم های محرک کنترل مقایسه می شود. با این حال، نیروی گشتاور بالا و امواج جریان استاتور در سیستم ، زمانی که تکنولوژی DTC را به کار می گیرند، باقی می مانند . این بدین معنی است که ولتاژ استاتور بزرگ و محتوای یک جریان سازگار در محرک های PM وجود دارد. از آنجا که تنوع نیروی گشتاور الکترومغناطیسی محرک به ولتاژی که در موتور با تجزیه و تحلیل روابط بین جریان استاتور، نیروی گشتاور و ولتاژ به کار می رود، مربوط است، یک طرح کنترل نیروی گشتاور پیش بینی شده PMSM در این مقاله ارائه شده است. در هر چرخه پردازنده های سیگنال دیجیتال، ولتاژ بهینه به منظور کاهش موج دار شدن نیروی گشتاور و زاویه بردار ولتاژ با خروجی نیروی گشتاور و کنترل انعطاف پذیری جریان به کار می رود. طرح های پیشنهادی، شبیه سازی و به صورت تجربی تایید شده اند. هر دو ی شبیه سازی و نتایج تجربی نشان می دهند که موج دار شدن اندک نیروی گشتاور و کاهش سازگاری های جریان استاتور با استفاده از طرح پیشنهادی بدست می آیند.
کلمات کلیدی : محرک های همزمان مغناطیس پایدار (PMSM)، محرک پیش بینی شده نیروی گشتاور (TPC)، نیروی گشتاور موج دار، زاویه ولتاژ
1-مقدمه
محرک های همزمان مغناطیس پایدار (PMSM) در سال های اخیر مورد توجه قرار گرفته اند. اختراع آهنرباهایی با عملکرد بالا مانند کبالت ساماریوم و نئودیمیم بور آهن، دستیابی به عملکرد موتوری که می تواند جریان مستقیم متداول (DC) و یا موتور های القایی را پیش ببرد، ممکن می سازد. مزیت PMSM ها کارایی و اعتماد بالا، ضریب قدرت بالا و تراکم قدرت، عملکرد دینامیکی مناسب با نسبت نیروی گشتاور/ سکون بالا و غیره است. با مجهز شدن به یک استراتژی کنترل مناسب، PMSM ها در بسیاری از برنامه های کاربردی محرک سرعت متغیر صنعتی، تجاری و داخلی ترجیح داده می شوند. در اواسط دهه 1980، محرک نیروی گشتاور مستقیم (DTC) توسط Takahashi و Depenbrok به عنوان یک روش جدید برای نیروی گشتاور و ماشین آلات کنترل جریان القایی معرفی شد. پس از آن، این مفهوم به انواع دیگری ازمحرک های ماشین های جریان متناوب گسترش پیدا کرد. در(1) یک محرک نیروی گشتاور مستقیم کنترل شده توصیف شده است، یک جریان و نیروی گشتاور بوسیله محرک انعطاف پذیر غیر خطی تنظیم شدند. یک جدول تغییر مطلوب برای انتخاب ولتاژ حاملی که جریان و نیروی گشتاور را در محدوده دو باند انعطاف پذیر حفظ می کند، به کار می رود...