روش های کنترل موتور القایی (بخش دوم)

روش های کنترل موتور القایی (بخش دوم)

در بخش قبلی روش های کنترل اسکالر شرح داده شد. همان طور که گفته شد پیاده سازی این روش بسیار راحت و ارزان می باشد ولی نمی توان در رنج وسیع سرعت از این روش برای کنترل موتور القایی استفاده کرد. دلیل ناکارآمد بودن این روش وابستگی گشتاور و شار به جریان های تزریقی به موتور می باشد که نمی توان این دو پارامتر را بصورت مستقل کنترل کرد و با تغییر یکی دیگری تغییر می کند.

همان طور که در شکل زیر مشخص است در موتور DC دو سیم پیچی بصورت عمود بر هم وجود دارد بنابراین تغییرات یکی روی دیگری اثری ندارد. پس می توان جریان شار (سیم پیچی میدان) را ثابت در نظر گرفت و با کنترل گشتاور (جریان سیم پیچی آرمیچر) سرعت را از صفر تا بالاتر از سرعت نامی کنترل کرد:

DC Motor Windings

Vector Control (1)

روش کنترل برداری بر این اساس شکل گرفته است که ابتدا مدل سه فاز موتور القایی را به مدل دو سیم پیچ عمود بر هم تبدیل کرده و سعی می کند که جریان این دو سیم پیچی را کنترل کند. برای مثال فرض کنید موتور القایی با سه سیم پیچی موجود می باشد:

MMF by three phase winding

MMF گردان بصورت زیر قابل محاسبه است:

Vector Control (2)
توجه کنید که اگر جریان ها را متعادل و سینوسی در نظر بگیریم پس داریم:

Vector Control (3)
با توجه به رابطه بالا می توانیم مدل سه سیم پیچی را به دو سیم پیچی عمود بر هم بصورت زیر در نظر بگیریم:

Equivalence of MMF by three phase winding to two phase winding

توجه کنید که مقدار جریان در این حالت DC و تعداد دور سیم پیچی 1.5 برابر شده است. همان طور که مشخص است چون دو سیم پیچی بر عمود هستند پس دیگر بر یکدیگر تاثیر نمی گذارند.
اساس کنترل برداری نیز مثل مثال بالا می باشد یعنی با تبدیل مدل سه فاز به مدل دو فاز dq دوار.
می توان با جهت دهی مناسب شار گشتاور را با جریان iqs و مقدار شار را با ids کنترل کرد.
 با توجه به اینکه کدام شار برای جهت دهی انتخاب شود روش کنترل برداری به سه روش پیاده سازی می شود:

  • روش جهت دهی شار روتور (Rotor Flux Oriented)

  • روش جهت دهی شار استاتور (Stator Flux Oriented)

  • روش جهت دهی شار مغناطیس کنندگی (Magnetizing Flux Oriented)

مزیت و معایب هر یک از روش های بالا عبارت انداز:
روش جهت دهی شار روتور نسبت به پارامترهای موتور حساس و دارای مدار مجزاساز (Decouple) پیچیده می باشد ولی این روش پایدار می باشد.
روش جهت دهی شار استاتور حساسیت کمتری نسبت به پارامترهای موتور دارد و مدار مجزاساز (Decouple) آن ساده می باشد ولی این روش دارای محدودیت جریان iqs جهت پایداری می باشد.
روش جهت دهی شار مغناطیس کنندگی حساسیت نسبت به لرزش و حرارت موتور دارد و همچنین اندازه گیری شار در این روش مشکل می باشد و دارای محدودیت جریان iqs جهت پایداری می باشد.
با توجه به مطالب گفته شده چون ما نیاز به کنترل پایدار داریم بنابراین به سراغ روش جهت دهی شار روتور می رویم.
با توجه به اینکه زاویه روتور چگونه اندازه گیری می شود روش های کنترل برداری به دو روش پیاده سازی می شوند:

  • روش مستقیم (Direct)
  • روش غیرمستقیم (Indirect)

در روش مستقیم زاویه روتور مستقیماً بوسیله سنسور اندازه گیری می شود ولی در روش غیر مستقیم موقعیت روتور بوسیله پارامترهای دیگر تخمین زده می شود.
با توجه به اینکه از چه نوع اینورتری برای کنترل استفاده می شود روش های کنترل برداری به دو روش زیرتقسیم بندی می شوند:

  • اینورتر منبع ولتاژی
  • اینورتر منبع جریانی

در این رابطه فقط باید اشاره کنم که اینورترهای منبع جریانی معمولاً برای موتورهای خیلی بزرگ استفاده می شوند.
در ادامه روش جهت دهی شار روتور به دو روش مستقیم و غیر مستقیم توضیح داده می شود.

روش کنترل برداری مستقیم:

معادلات ولتاژ موتور القایی در دستگاه dq که با سرعت دلخواه می چرخد بصورت زیر می باشد:

Vector Control (4)

و همچنین برای شار داریم:

Vector Control (5)
بنابراین رابطه گشتاور بصورت زیر محاسبه می شود:

Vector Control (6)
اگر دستگاه مرجع ساکن انتخاب شود شار استاتور را با اندازه گیری ولتاژ و جریان استاتور بصورت زیر می توان محاسبه کرد:

Vector Control (7)
بنابراین طبق روابط بالا شار روتور برحسب شار و جریان استاتور بصورت زیر محاسبه می شوند:

Vector Control (8)
که σ بصورت زیر تعریف می شود:

Vector Control (9)
با پیدا شدن شارهای محور d و q روتور می توان زاویه شار روتور را بصورت زیر محاسبه کرد:

Vector Control (10)
بر اساس این زاویه جریان های استاتور را در دستگاه سنکرون می توان بصورت زیر نوشت:

Vector Control (11)
چون در این روش شار محور d را در جهت شار روتور جهت دهی می کنیم پس شار محور q برابر با صفر می شود پس از رابطه ولتاژ محور d روتور داریم:

Vector Control (12)
چون جریان روتور را نمی توان اندازه گیری کرد پس باید جریان idr از رابطه بالا حذف شود پس داریم:

Vector Control (13)
پس طبق رابطه بالا با کنترل جریان ids می توان شار را کنترل کرد. همچنین چون شار محور q صفر است، رابطه گشتاور بصورت زیر در می آید:

Vector Control (14)
طبق رابطه بالا با ثابت بودن شار، گشتاور را می توان با جریان iqs مستقلاً کنترل کرد.

همان طور که از روابط مشخص است این روش به پارامترهای موتور وابسته است. بلوک دیاگرام کنترلی این روش بصورت زیرمی باشد:

Direct Vector Control of Induction motor

توجه کنید که برای تخمین شار روش های مختلفی وجود دارد.

روش کنترل برداری غیر مستقیم:

همان طور که گفته شد در روش غیر مستقیم زاویه شار بوسیله روابط بدست می آید. مانند قبل چون شار در جهت شار روتور جهت دهی می شود پس شار محور q روتور صفر می باشد. با استفاده از روابط مربوط به شار در مرجع سنکرون می توانیم بنویسیم:

Vector Control (15)
همچنین با توجه به رابطه ولتاژ محور q روتور می توان نوشت:

Vector Control (16)
با استفاده از دو رابطه بالا سرعت لغزش بصورت زیر بدست می آید:

Vector Control (17)
با بدست آوردن سرعت لغزش و با اندازه گیری سرعت روتور می توان زاویه شار را محاسبه کرد:

Vector Control (18)
بلوک دیاگرام کنترلی این روش بصورت زیر می باشد:

Indirect Vector Control of Induction motor

نکاتی را که برای کنترل موتور در این روش باید در نظر گرفت عبارت انداز:

1) مانند موتور DC بسته به ناحیه عملکرد، پارامترهای موتور از قبیل شار،ولتاژ و جریان بصورت زیر تغییر می کنند:

Induction Motor Control Characteristic

2) توجه کنید که برای بهبود این روش ها می توان از فیدفوروارد ولتاژ و مجزاسازی پارامترها نیز استفاده کرد. در این روش ها تعداد کنترل کننده ها (5-6) افزایش می یابد.

3) نحوه تنظیم کنترل کننده های PID می تواند بر سرعت پاسخ تاثیر بسزایی داشته باشد.

 

برای دانلود شبیه سازی کنترل موتور القایی به روش کنترل برداری غیر مستقیم با Matlab بر روی عکس زیر کلیک کنید.

Download

جهت سفارش شبیه سازی پروژه کنترل برداری موتور القایی با مدار مجزاساز با Matlab بر روی عکس زیر کلیک کنید.

Buy

یک امتیازدو امتیازسه امتیازعالی بودخیلی عالی بود (3 votes, average: 5٫00 out of 5)
Loading...
armature winding asynchrone motor CSI Current Source Inverter DC Machine DC Motor Decouple Direct direct torque control direct vector control download Simulation of Induction Motor V/f Control download Simulation of V/f control dq dtc fbase field oriented control field winding flux FOC frequency Indirect indirect vector control induction machine induction motor induction motor charactristic Induction motor control induction motor torque Magnetizing Flux Oriented Matlab MMF Motor Torque Speed Curve rotor Rotor Flux Oriented scalar control Simulation of Scalar Control of Induction Motor Simulation of V/f Simulation of V/f control Simulation of V/f Control with Matlab slip speed control Squirrel cage type stator Stator Flux Oriented torque v/f V/f control vector control Voltage Source Inverter VSI Wound rotor type استاتور افت ولتاژ مقاومت استاتور اینورتر اینورتر منبع جریانی اینورتر منبع ولتاژی بازده موتور بلوک دیاگرام بلوک دیاگرام کنترلی بلوک دیاگرام کنترلی حلقه باز پارامترهای موتور پایدار تعداد قطب های موتور تلفات آهنی هسته استاتور جهت دهی شار استاتور جهت دهی شار روتور جهت دهی شار مغناطیس کنندگی حلقه باز حلقه باز و حلقه بسته حلقه بسته دانلود شبیه سازی دستگاه dq دستگاه مرجع ساکن رابطه گشتاور روتور روتور سیم بندی شده روتور قفس سنجابی روش جهت دهی شار استاتور روش جهت دهی شار روتور روش جهت دهی شار مغناطیس کنندگی روش غیرمستقیم روش غیرمستقیم (Indirect) روش کنترل برداری روش کنترل برداری غیر مستقیم روش کنترل برداری مستقیم: روش مستقیم روش مستقیم (Direct) روش های کنترل موتور القایی زاویه شار روتور سرعت روتور سرعت لغزش سیم پیچی سیم پیچی آرمیچر سیم پیچی میدان شبیه سازی فرکانس تغذیه موتور فرکانس مبنا قاب مرجع قاب مرجع dq قاب مرجع روتور قاب مرجع ساکن قاب مرجع سنکرون قطب کنترل V/f کنترل اسکالر کنترل برداری کنترل برداری غیر مستقیم کنترل تضعيف ميدان کنترل سرعت کنترل سرعت با تغییر فرکانس منبع کنترل کننده کنترل موتور القایی کنترل ولتاژ فرکانس کنترل ولتاژ فرکانس (V/f) گرم شدن هسته استاتور لغزش لغزش موتور ماتریس قطری ماشین ماشین القایی ماشین های الکتریکی متلب مدار مجزاساز مدار معادل موتور القایی مدل موتور القایی مدل موتور القایی در دستگاه DQ مدل موتور القایی در قاب مرجع DQ مزیت های موتور القایی مشخصه گشتاور-سرعت معادلات موتور القایی مقاومت مقاومت استاتیکی منحنی گشتاور منحنی گشتاور سرعت منحنی مشخصه گشتاور سرعت موتور DC موتور آسنکرون موتور القایی موتور غیرهمزمان میدان استاتور هسته استاتور وابستگی گشتاور و شار ولتاژ القایی ولتاژ تغذیه

37 Comments

alireza

درباره3 سال ago

با سلام مقدار پارامترهای مورد نیاز شامل Lm - Lr - Rr - Vd -Kp-Lsc -Rs -P-J - Ki را از کجا بدست میاریم ؟ مقادیر پیش فرضی ندارید ؟ ممنون

پاسخ دادن

Admin

درباره3 سال ago

فایل شبیه سازی شده را از بالا دانلود کنید و در نرم افزار متلب باز کنید بر روی بلوک موتور القایی کلیک کنید تا مقادیر پیش فرض را مشاهده کنید

پاسخ دادن

ali

درباره3 سال ago

سلام منبع این روش کنترل نیز چه منبعی می باشد؟(دقیق می خواهم آیا روابط در کتاب می باشد ؟) و مدل موتور القایی استفاده شده را نیز بفرمایید ؟ با تشکر

پاسخ دادن

Admin

درباره3 سال ago

منبع اش کتاب  Control of Electric Machine Drive[Seung-Ki_Sul] می باشد

پاسخ دادن

ali

درباره3 سال ago

سلام کار بلوک PID Controller چه می باشد و چرا در کنترل کننده ها از آن استفاده می شود ؟ ممنون

پاسخ دادن

Admin

درباره3 سال ago

کار بلوک PID کنترل سیستم می باشد بطوری که خروجی بتواند ورودی را دنبال کند.

این کنترل کننده ها از رایج ترین کنترل کننده ها می باشند.

پاسخ دادن

مرتضی

درباره2 سال ago

با سلام من کنترل اسکالر موتور القایی تک فاز را نیاز دارم اگه راهنمایی منید ممنونم

پاسخ دادن

Admin

درباره2 سال ago

راجع به کنترل موتور تک فاز باید به کتب ماشین مخصوص و مقالات مراجع کنید.

پاسخ دادن

arash

درباره2 سال ago

با سلام آیا کد نویسی مربوط به این پروژه موجود است ؟ علاوه بر این من کد نویسی مربوط به روش مستقیم کنترل برداری را نیز میخواستم ؟! با تشکر منتظر پاسختان هستم

پاسخ دادن

Admin

درباره2 سال ago

خیر فقط سیمولینک آن موجود است.

پاسخ دادن

تینا

درباره2 سال ago

با سلام من موتور القایی را با کمک لینکی که در سایت موجود است شبیه سازی کردم و حالا می خواهم به روش کنترل غیر مستقیم آن را کنترل کنم. در لینک سیمولیکی بالا موتور اقایی به گونه ی دیگری شبیه سازی شده .میشه درمورد چگونه اتصال کنترل کننده به موتور القایی کمکم کنید.

پاسخ دادن

Admin

درباره2 سال ago

بلوک دیاگرام این روش در بالا قرار داده شده است.

پاسخ دادن

سعید

درباره2 سال ago

سلام خیلی ممنون دستتون درد نکنه موفق باشید ;)

پاسخ دادن

مهدی

درباره1 سال ago

سلام جسارتا اواسط توضیحات : تیتر و عنوان "روش کنترل برداری غیر مستقیم" و "روش کنترل برداری مستقیم" را جابجا ننوشتید ؟

پاسخ دادن

Admin

درباره1 سال ago

خیر. تیتر و عنوان ها درست می باشند.

پاسخ دادن

امیر

درباره1 سال ago

با سلام، direct-current control vector به معنای کنترل برداری جریان مستقیم است؟ یا به معنای کنترل برداری مستقیم جریان می باشد؟ با توضیحات شما که دو نوع کنترل برداری داریم پس باید کنترل برداری مستقیم جریان معنی بدهد. درست است؟

پاسخ دادن

Admin

درباره1 سال ago

بله درست است.

پاسخ دادن

حجت

درباره1 سال ago

با سلام و تشکر از مطالب مفیدتان. سوالی که داشتم در بحث کنترل موتور القایی direct load control به معنای همان کنترل برداری مستقیم است؟ یا می شود با کنترل غیر مستقیم هم کنترل مستقیم بار داشت؟ و درخواست بعدی اینکه شبیه سازی بخش کنترل برداری مستقیم را می تونید در اختیارم بگذارید. ممنون

پاسخ دادن

Admin

درباره1 سال ago

چون در موتورهای القایی بار همان گشتاور اعمال شده به موتور است معمولاً عبارت کنترل مستقیم بار استفاده نمی شود و همان کنترل مستقیم گشتاور استفاده می شود. شبیه سازی کنترل برداری مستقیم دارای هزینه می باشد که می توانید از قسمت منوی بالای صفحه سفارش دهید.

پاسخ دادن

سهیلا

درباره10 ماه ago

سلام..خسته نباشید..برای شبیه سازی خیلی ممنونم من یک سری سوال دارم..گفته بودید که اطلاعات در بلوک موتور القایی هست..ولی فقط دو یا سه تا از داده ها در بلوک های متفاوت بود...بقیه اطلاعات به خصوص kpو ki و vd و ... موجود نیس..این مقادیر رو چجوری به دست بیارم؟ خیلی ممنونم

پاسخ دادن

Admin

درباره10 ماه ago

روی بلوک inverter و speed controller اگر کلیک کنید مقادیر را خواهید دید.

پاسخ دادن

سهیلا

درباره10 ماه ago

و یک سوال دیگه این که مقدار 0.96 اولیه رو برای چی در نظر گرفتید؟ متشکرمم

پاسخ دادن

Admin

درباره10 ماه ago

مقدار شار مرجع است.

پاسخ دادن

آتنا

درباره10 ماه ago

با سلام و عرض بخیر عذر میخوام روش شبیه سازی فوق کنترل به روش هسترزیس است، در واقع کنترل برداری نیست. درسته؟

پاسخ دادن

Admin

درباره10 ماه ago

فکر کنم شما دچار یک اشتباه شده اید. این شبیه سازی همان روش کنترل برداری است و از روش کنترل هیسترزیس برای کنترل جریان آن استفاده شده است. برای کنترل جریان می توان از روش pwm نیز استفاده کرد.

پاسخ دادن

آتنا

درباره10 ماه ago

سلام. بله حق با شماست. من از روش FOC استفاده کرده ام و متاسفانه شبیه سازی ام جواب نمیده و به نظرم بلوک ها رو درست قرار داده ام. عذر می خوام در سایت شما شبیه سازی به روش FOC قرار ندارد؟

پاسخ دادن

Admin

درباره10 ماه ago

در همین پست شبیه سازی به روش FOC موجود است و می توانید دانلود کنید و استفاده کنید.

پاسخ دادن

مجنون

درباره8 ماه ago

روش کنترل برداری غیر مستقیم با استفاده از sim power matlab

پاسخ دادن

Admin

درباره8 ماه ago

می توانید از قسمت پروژه ها، پروژه شماره P16 را سفارش بدهید.

پاسخ دادن

امیر

درباره6 ماه ago

سلام....اینورتری که در پروژه بالا استفاده شده SPWM هست؟ باتشکر.

پاسخ دادن

Admin

درباره6 ماه ago

می توان از هر روش کنترلی استفاده کرد.

پاسخ دادن

امیر

درباره6 ماه ago

نه حالا می خواستم ببینم در پروژه بالا اینورتر از نوع SPWM هست یا نه؟

پاسخ دادن

Admin

درباره6 ماه ago

روش کنترلی که در اینجا استفاده شده استفاده از کنترل هیسترزیس می باشد نه spwm.

پاسخ دادن

مصطفی

درباره5 ماه ago

سلام مهندس میشه pdf این کتاب Control of Electric Machine Drive[Seung-Ki_Sul] رو برام ایمیل کنید ممنون

پاسخ دادن

Admin

درباره5 ماه ago

از لینک زیر دانلود کنید:

libdl.ir

پاسخ دادن

مصطفی

درباره5 ماه ago

سلام مهندس میشه شبیه سازی به روش FOC را توضیح بدین یا لینکی معرفی کنید تا بتونم از شبیه سازی که انجام دادین سر در بیارم باتشکر

پاسخ دادن

Admin

درباره5 ماه ago

تصاویر و روابط موجود در پست برای توضیح این روش کافی می باشد.

پاسخ دادن

Leave a Comment

Please be polite. We appreciate that.
Your email address will not be published and required fields are marked


*

code