Vpliv magnetnih nelinearnosti sinhronskega stroja s trajnimi magneti na izkoristek pogona z brezsenzorskim vodenjem : doktorska disertacija

slovenski

doktorska dela

2013

brezsenzorsko vodenje   dinamični modeli   Disertacije   dynamic model   high efficiency drive   karakteristika maksimalnega izkoristka   karakteristika maksimalnega navora   maximum efficiency characteristic   maximum torque per ampere characteristic   nelinearni modeli   nonlinear model   permanent magnet synchronous machine   sensorless control   Sinhronski stroji   sinhronski stroji s trajnimi magneti   visoko učinkoviti pogon

Univerza v Mariboru, Fakulteta za elektrotehniko računalništvo in informatiko

V doktorski disertaciji je obravnavano izboljšanje izkoristka električnega pogona. Posebna pozornost je posvečena izkoristkoma pretvornika in električnega stroja. Slednji je v obravnavanem primeru sinhronski stroj s trajnimi magneti (SSTM). Izkoristek električnega pogona je neposredno odvisen predvsem od izgub, ki se pojavljajo na posameznih elementih pogona. Izsledki izvedene analize izgub so uporabljeni pri izbiri primernih načinov za povečevanje izkoristkov posameznih elementov in celotnega pogona. Na izkoristek pogona in njegovih elementov je mogoče vplivati na več načinov. To delo obravnave le tiste, ki jih je mogoče izvesti na pogonu brez sprememb pretvornika in SSTM, torej z vodenjem in z izbiro obratovalnih parametrov pretvornika. Pri vodenju je najbolj pomembna določitev referenčnih vrednosti tokov v vzdolžni smeri (os d) in v prečni smeri (os q), ki sta potrebni za izvedbo vektorskega vodenja SSTM. Pri tem so uporabljene karakteristike maksimalnega navora (MTPA), s katerimi električni navor dosežemo ob minimalni amplitudi vektorja statorskega toka, ne dosežemo pa maksimalnega izkoristka pogona. Za doseganje slednjega so pri določitvi referenčnih vrednosti tokov uporabljene karakteristike maksimalnega izkoristka (ME). Ker parametrov v analitičnih opisih karakteristik MTPA in ME ni mogoče enostavno določiti, so slednje določene eksperimentalno. Uporabljene so za določitev referenčnih vrednosti tokov v modificirani izvedbi vektorskega vodenja SSTM, kar omogoča zrezultati meritev potrjeno izboljšanje izkoristka pogona. Izkoristek pogona je izboljšan tudi z ustrezno izbiro modulacijske frekvence pretvornika. Na osnovi meritev je izbrana optimalna modulacijska frekvenca, pri kateri je izkoristek pogona največji. Pri nizkih hitrostih vrtenja in delnih obremenitvah je izkoristek pogona nadalje izboljšan z ustrezno izbiro napetosti na enosmernem vodilu pretvornika. Mehanska robustnost obravnavanega pogona z maksimiranim izkoristkom je dosežena z brezsenzorskim vodenjem SSTM, ki temelji na aktivnem magnetnem sklepu. Pri tem je mehanski senzor zamenjan zmatematičnim modelom, s katerim računamo položaj in hitrost rotorja. Izsledkidoktorske disertacije so potrjeni z ustreznimi eksperimenti in meritvami.

07.08.2023