Σύγκριση τεχνικών ελέγχου μηχανής μονίμων μαγνητών για εφαρμογές ηλεκτροκίνησης [article]

Petros Iliadis, National Technological University Of Athens
2020
Απαγορεύεται η αντιγραφή, αποθήκευση και διανομή της παρούσας εργασίας, εξ ολοκλήρου ή τμήματος αυτής, για εμπορικό σκοπό. Επιτρέπεται η ανατύπωση, αποθήκευση και διανομή για σκοπό μη κερδοσκοπικό, εκπαιδευτικής ή ερευνητικής φύσης, υπό την προϋπόθεση να αναφέρεται η πηγή προέλευσης και να διατηρείται το παρόν μήνυμα. Ερωτήματα που αφορούν τη χρήση της εργασίας για κερδοσκοπικό σκοπό πρέπει να απευθύνονται προς τον συγγραφέα. Οι απόψεις και τα συμπεράσματα που περιέχονται σε αυτό το έγγραφο
more » ... άζουν τον συγγραφέα και δεν πρέπει να ερμηνευθεί ότι αντιπροσωπεύουν τις επίσημες θέσεις του Εθνικού Μετσόβιου Πολυτεχνείου. Περίληψη Στην παρούσα διπλωματική εργασία, μελετώνται διαφορετικές στρατηγικές ελέγχου ενός συστήματος ηλεκτρικής κίνησης, κινητήρα μονίμων μαγνητών. Σε πρώτη φάση, πραγματοποιείται θεωρητική ανάλυση των επιμέρους στοιχείων του συστήματος κίνησης. Στην συνέχεια αναλύονται οι τεχνικές ελέγχου, τόσο οι συνήθεις, αλλά και σπανιότερες, που όμως έχουν πολλές εφαρμογές σε άλλους τύπους συστημάτων που χρησιμοποιούνται στην βιομηχανία, αλλά και σε διάφορες συσκευές εμπορικής χρήσης. Μετά, παρουσιάζονται μοντέλα προσομοίωσης, σε περιβάλλον Matlab/Simulink, που προσομοιώνουν το σύστημα κίνησης, με 4 διαφορετικά είδη ελεγκτών, και πιο συγκεκριμένα, ελεγκτή ανοικτού βρόχου σταθερού V/f, ελεγκτή προσανατολισμένου πεδίου (FOC), ελεγκτή γραμμικοποίησης ανάδρασης (Feedback Linearization), και ελεγκτή με χρήση γραμμικού τετραγωνικού ρυθμιστή (LQR). Τέλος, πραγματοποιούνται οι προσομοιώσεις, παρουσιάζονται τα αποτελέσματα αυτών, και εξάγονται συμπεράσματα που αφορούν τα χαρακτηριστικά επίδοσης των συστημάτων κίνησης για κάθε στρατηγική ελέγχου. Λέξεις κλειδιά-Κινητήρας μονίμων μαγνητών, έλεγχος, συστήματα ελέγχου, τεχνικές ελέγχου, βαθμωτός έλεγχος, διανυσματικός έλεγχος, έλεγχος προσανατολισμένου πεδίου, γραμμικοποίηση ανάδρασης, LQR, PI ελεγκτής, αντιστροφέας, τεχνική διαμόρφωσης πλάτους με διανύσματα χώρου, συστήματα κίνησης, ηλεκτρικά οχήματα Abstract This dissertation, investigates control techniques for PMSM-based electric motor systems. At first, the theory behind the components of an electric motor drive system, is explained. Next, the control techniques often associated with motion control, as those associated with general applications are analyzed. Subsequently, the models created in Matlab/Simulink, which simulate the behavior of a motor drive, with four different types of controller, are presented. More specifically, the techniques used are scalar V/f open-loop control, field-oriented control (FOC), feedback linearization, and LQR control. Finally, the simulation results are presented and analysed, and conclusions pertaining to the behavior of the motor drive system, based on each of the four techniques, are reached. Ευχαριστίες Με την περάτωση της διπλωματικής μου εργασίας, θα ήθελα να ευχαριστήσω όλους όσους βοήθησαν στην εκπόνησή της. Συγκεκριμένα, ευχαριστώ τον καθηγητή μου κ. Αντώνιο Κλαδά, για την εμπιστοσύνη που μου έδειξε, καθοδηγώντας με στην επιλογή και την μελέτη του συγκεκριμένου θέματος, και τον καθηγητή μου κ. Αργύρη Σολδάτο, για την συζήτηση και την συνεργασία μας πάνω στο αντικείμενο των συστημάτων ελέγχου. Τέλος, θα ήθελα να ευχαριστήσω την οικογένεια μου, που με στήριξε κατά την διάρκεια των σπουδών μου, καθώς και τους φίλους μου.
doi:10.26240/heal.ntua.19738 fatcat:r4lpubnjbzfcvp43p3zxwyf2wm