Sabit mıknatıslı senkron motorda moment dalgalanması ve gürültünün azaltılması

Abstract

Bu Çalışmada inverter anahtarlama sisteminden kaynaklanan PMSM de üretilen harmonik gürültülerinin ve moment dalgalamalarının azaltılması incelenmektedir.Çalışmada farklı gerilim modülasyon çeşitlerinin ve kontrol algoritmalarının harmonikleri ve dalgalanmaların seviyesini nasıl etkilediğini belirlemek için aynı çalışma koşulları altındaFOC, HDTC, ve SVMDTC için Matlab modelleri oluşturulmuştur. Çalışmadan elde edilen sonuç şudur: Kontrol algoritmasında dalgalanma seviyesini etkileri belli bir şekilde bir örnekleme zamanı içerisinde uygulanan vektör sayısı arttırıldığında değişmektedir. PMSM deki harmonik gürültülerini ve moment dalgalanmalarını azaltmak için üç farklı yöntem önerilmiştir.Birinci metodda, FOC ve HDTC için yeni bir pasif filtre topolojisi önerilmiştir. Bu filtre topolojisi dağıtıcı pasif filtreye kaskad bağlı alçak geçiren RLC filtreden ibarettir. Birleşik filtre iki set değeri frekansını ayarlar. Bunlardan birisi inverter anahtarlama frekansında diğeri ise seçilen bazı orta frekanslarda ayarlama yapabilmektedir. Simülasyon sonuçlarından,önerilen topolojinin EMI gürültü seviyesi ve akım THD gibi moment dalgalanmalarını etkilidir şekilde azalttığı görülmektedir.İkinci yöntemde, aktif filtre topolojisi önerilmiştir. IGBT anahtarlama elemanlarından oluşan bu aktif filtre yapısı, iki tane RLC EMI gürültü filtresi içermektedir. Aktif filtre kontrol devresi ölçülen motor faz gerilimi ile referans gerilimini karşılaştırarak filtre için gerekli olan sinyalleri üretir. Referans gerilimi, FOC yöntemiyle elde edilen kontrol ve motor parametrelerinin fonksiyonu olarak üretilir. Bu yöntem simülasyon sonuçları, harmonik gerilim seviyesinde dikkate değer bir azalma gösterdiği gibi sürekli haldeki moment dalgalanmalarını da azaltmakta ve yeterli bir dinamik moment performansı göstermektedir.Üçüncü yöntem, HDTC performansını artırmada IPMSM için yeni bir direkt moment kontrolü tanımlar. Bu algoritma geleneksel HDTC´de bitişik (komşu) iki vektörü belirlemek için kullanılan iki histeresis kontrolörün çıkışını kullanır. Aynı zamanda bu algoritma seçilen iki vektör için gerekli anahtarlama zamanını belirlerken stator bağlantı akı konumunu ve moment hatasının genliğini kullanır. Anahtarlama zamanı seçiminde önerilen tablo yapısından faydalanır. Önerilen bu üçüncü algoritmanın simülasyon sonuçları, HDTC ile karşılaştırıldığında daha düşük harmonik seviyesi ortaya koyduğu gibi moment dalgalanmalarında dikkate değer bir azalmayı ve yeterli dinamik moment performansını göstermiştir. Bu simülasyon sonuçlar deneysel çalışma ile ispatlanmıştır.