دانلود ترجمه مقاله کنترل بدون سنسور DTFC-SVM شار فعال IPMSM

1. مقدمه 2. مفهوم شار اکتیو 3. سیستم کنترل بدون سنسور DTFC-SVM 4. محدوده های آزمایش 5. پلت فرم آزمایشی و نتایج آزمایش 6. نتیجه گیری

چکیده – این مقاله پیاده سازی یک سیستم کنترل بدون سنسور حرکتی، در بازه گسترده ای را مبتنی بر مشاهده کننده شار فعال و کنترل شار و گشتاور مستقیم، با مدولاسیون بردار فضایی (DTFC-SVM)، برای موتور سنکرون مغناطیسی دائمی داخلی (IPMSM)، بدون تزریق سیگنال پیشنهاد می کند. مفهوم شار فعال یا شار تولیدکننده گشتاور، تمامی ماشین های AC روتور، با قطب برجسته را تبدیل به ماشین هایی با قطب کاملا غیربرجسته می کند. تابعی جدید برای اندوکتانس Lq، وابسته بر گشتاور، برای مدلسازی اشباع مغناطیسی، وارد معادلات می شود. ساده سازی قابل توجه در موقعیت روتور و تقریب زنی سرعت به دست می آید زیرا موقعیت شار اکتیو، کاملا مشابه با موقعیت روتور می باشد. نتایج آزمایش گسترده، برای اعتبارسنجی اساس ها و نشان دادن اثربخشی سیستم کنترل بدون سنسور پیشنهادی ارائه گشته است. با در دست داشتن مشاهده کننده شار فعال، سیستم درایو IPMSM از سرعت بسیار پایین 2r/min، با نیمه بارگذاری کامل تا 1400r/min فعالیت می کند. از لحاظ تئوری، با تضعیف شار، حصول سرعت های بالاتر ممکن است. مقدمه: در چندین سال اخیر، الگوریتم های مختلف کنترل بدون سنسور حرکتی، مبتنی بر برجستگی مغناطیسی تک تزریقی، حتی پردازش توالی ولتاژهای مدولاسیون با پهنای پالس خاص، شامل سرعت کم یا حتی صفر، برای موتورهای سنکرون مغناطیسی دائمی داخلی IPMSMها پیشنهاد شده است [17-1]. یک توالی برآورد موقعیت آغازین، اضافه شده است [17-15]. برای درایوهایی با کنترل اتوماتیک، با سرعت کم (3-10r/min)، پیچیدگی های الگوریتم های تزریق سیگنال درونی باید قابل قبول باشند. فعالیت با سرعت پایین، از طریق استفاده از تکنیک های نیروی برق-ران (EMF)، برای برآورد موقعیت روتور، مبتنی بر مدل اساسی [23-18]، بدون تزریق سیگنال، کاملا حیاتی است. در سرعت بسیار پایین، ولتاژ استاتور بسیار کم بوده است و بنابراین برآورد موقعیت روتور یا شار، بسیار دشوار خواهد شد. علاوه بر آن در سرعت بسیار پایین، شار و مشاهده کننده موقعیت، در قبال تغییرات پارامترهای ماشین، بسیار حساس می باشد (به خصوص در قبال مقاومت استاتور که با دما تغییر پیدا خواهد کرد) [21]. با این وجود کنترل، بدون سنسور حرکت یک دراوی AC، مبتنی بر مشاهده کننده حالت مدل اساسی، سرعت های کمتری را مورد هدف خود قرار می دهد. در این سرعت های پایین (زیر 10r/min)، افت ولتاژ در دستگاه های توان معکوس ساز باید در فرکانس بسیار پایین لحاظ شود (دامنه ولتاژ پایین) و دلیل آن این است که با خود ولتاژ اساسی استاتور، قابل غیاث خواهد بود و بنابراین اختلالات و ناپیوستگی ها در شکل موج ولتاژ به وقوع می پیوندد [14]. تمامی مشاهده کننده های موقعیت و شار با سرعت بسیار پایین باید یک جبران ساز غیرخطی معکوس ساز، با چند تکنیک، برای برآورد آنلاین مقاومت استاتور داشته باشند [21].

This paper proposes an implementation of a motionsensorless control system in wide speed range based on “active flux” observer, and direct torque and flux control with space vector modulation (DTFC-SVM) for the interior permanent magnet synchronous motor (IPMSM), without signal injection. The concept of “active flux” (or “torque producing flux”) turns all the rotor salient-pole ac machines into fully nonsalient-pole ones. A new function for Lq inductance depending on torque is introduced to model the magnetic saturation. Notable simplification in the rotor position and speed estimation is obtained, because the active flux position is identical with the rotor position. Extensive experimental results are presented to verify the principles and to demonstrate the effectiveness of the proposed sensorless control system. With the active flux observer, the IPMSM drive system operates from very low speed of 2 r/min at half full-load up to 1400 r/min. Higher speed is possible, in principle, with flux weakening. INTRODUCTION: In the last few years, various motion-sensorless control algorithms based on signal-injection magnetic saliency, even processing of certain pulse width modulation voltage sequences, involving low, even zero, speed, have been proposed for interior permanent magnet synchronous motors (IPMSMs) [1]–[17]. An initial position estimation sequence is added [15]–[17]. For very low-speed (3–10 r/min) servo drives, the inherent signal injection algorithms complexity is to be accepted. The low-speed operation is quite critical by using electromotive force (EMF) techniques for the rotor position estimation based on fundamental model [18]–[23], without signal injection. At very low speed, the stator voltage is very small, and thus, flux or rotor position estimations become very difficult to obtain. Moreover, at low speed, flux and position observers are very sensitive to machine parameter variations, especially to the stator resistance that varies with temperature [21]. However, the motion-sensorless control of ac drives based on fundamental-model state observers is aiming at lower and lower speeds. At these low speeds (below 10 r/min, in general), the voltage drop on the inverter power devices has to be taken into consideration at low frequency (low-voltage amplitude) because it becomes comparable with the stator fundamental voltage itself, and thus, distortions and discontinuities in voltage waveforms occur [14]. All very low-speed, flux and position observers must be provided with a compensator of inverter nonlinearities and with techniques for online estimation of the stator resistance [21].