تخمين سرعت موتور القايي تكفاز و بهينهسازي گشتاور آن بدون استفاده از حسگر مكانيكي
محورهای موضوعی : مهندسی برق و کامپیوترصادق واعظ‌زاده 1 , عليرضا پيمان 2
1 - دانشگاه تهران
2 - دانشگاه تهران
کلید واژه: بهينهسازي گشتاورتخمين سرعتدستگاه مرجع ساكنموتور القايي تكفاز,
چکیده مقاله :
بهبود رفتار موتورهاي القايي تكفاز و كنترل سرعت آنها اخيراً مورد توجه قرار گرفته است. اين موارد نيازمند سيگنال سرعت ماشين مي باشد. در اين مقاله روشي براي تخمين سرعت موتور القايي تكفاز ارائه مي شود و كاربرد آن در بهبود گشتاور ماشين مورد مطالعه و بررسي مشروح قرار مي گيرد. بدين منظور با استفاده از معادلات حاكم بر موتور القايي تكفاز در دستگاه مرجع ساكن، سرعت موتور بر حسب پارامترهاي موتور و مؤلفههاي شار پيوندي استاتور بدست مي آيد. با بدست آوردن شارهاي پيوندي از ولتاژ و جريان سيمپيچيهاي موتور، سرعت موتور با دقت نسبتاً زياد تخمين زده مي شود. سپس سرعت تخميني در افزايش گشتاور متوسط، كاهش گشتاور نوساني و بهينه سازي كلي گشتاور ماشين مورد استفاده قرار مي گيرد و نتايج شبيهسازي در شرايط استفاده از سرعت واقعي و سرعت تخميني مقايسه مي شود. ناچيز بودن خطاي موجود مؤيد كارآمدي روش پيشنهادي در تخمين سرعت مي باشد. رفتار موتورهاي القايي تكفاز و كنترل سرعت آنها اخيراً مورد توجه قرار گرفته است. اين موارد نيازمند سيگنال سرعت ماشين مي باشد. در اين مقاله روشي براي تخمين سرعت موتور القايي تكفاز ارائه مي شود و كاربرد آن در بهبود گشتاور ماشين مورد مطالعه و بررسي مشروح قرار مي گيرد. بدين منظور با استفاده از معادلات حاكم بر موتور القايي تكفاز در دستگاه مرجع ساكن، سرعت موتور بر حسب پارامترهاي موتور و مؤلفههاي شار پيوندي استاتور بدست مي آيد. با بدست آوردن شارهاي پيوندي از ولتاژ و جريان سيمپيچيهاي موتور، سرعت موتور با دقت نسبتاً زياد تخمين زده مي شود. سپس سرعت تخميني در افزايش گشتاور متوسط، كاهش گشتاور نوساني و بهينه سازي كلي گشتاور ماشين مورد استفاده قرار مي گيرد و نتايج شبيهسازي در شرايط استفاده از سرعت واقعي و سرعت تخميني مقايسه مي شود. ناچيز بودن خطاي موجود مؤيد كارآمدي روش پيشنهادي در تخمين سرعت مي باشد.
Recently, performance improvement and speed control of Single-Phase Induction Motors (SPIMs) have been paid attention. These aims is required the machine speed. In this paper, a method is proposed to estimate the SPIMs speed, and then, its application in torque optimization of the machine is investigated. For this purpose, the motor speed is obtained in terms of the motor parameters and stator flux linkage components by use of the SPIMs equations in stationary reference frame. By obtaining the flux linkage from motor windings voltages and currents, the motor speed is estimated desirably. Then the estimated speed is used to increase the average torque, to decrease the pulsation torque and to optimize the motor torque. After that, the simulation results in condition of using the real speed is compared with the estimated speed one. The low simulation error proves the validity of the proposed method
[1] T. H. Liu, H. Ch. Wu, and M. T. Lin, "A single-phase induction motor drive with efficiency and torque improvement," in Proc. of IEEE ISIE'97, vol. 2, pp. 637-642, 1997.
[2] F. S. Neves, et al.," Single-phase induction motor drives with direct torque control," in Proc. of IEEE IECON'02, pp. 241-246, Spain, 5-8 Nov. , 2002.
[3] T. A. Lettenmaier, D. W. Novotny, and T. A. Lipo, "Single-phase induction motor with an electronically controlled capacitor," IEEE Trans. on Ind. Appl., vol. 27, no.1, pp. 38-43, Jan. /Feb. 1991.
[4] E. Muljadi, Y. Zhao, T. H. Liu, and T. A. Lipo, "Adjustable AC capacitor for a single-phase induction motor," IEEE Trans. on Ind. Appl., vol. 29, no. 3, pp. 479-485, May/Jun. 1993.
[5] T. H. Liu, "A maximum torque control with a controlled capacitor for a single-phase induction motor," IEEE Trans. on Ind. Electron., vol. 42, no. 1, pp. 17-24, Feb. 1995.
[6] J. F. M. de Almeida, L. R. Valdenebro, and E. Bim, " Fuzzy logic based maximum torque control for a single-phase induction motor," in Proc. of IEEE IECON'99, vol. 2, pp. 619-624, 1999.
[7] H. Langari and S. Vaez-Zadeh, "DSP based optimal torque control of single-phase induction motors," in Proc. of IEEE Power Electronics Specialists Conference, PESC'2001, pp. 850-855, Canada, 2001.
[8] S. J. Chapman, Electric Machinary Fundamentals, NewYork: McGraw Hill, 1985.
[9] S. Vaez-Zadeh, H. Langari, "High average-low pulsating torque operation of single-phase induction motors," in Proc. IEEE IAS'2000, pp. 1513-1518, Italy, Oct. 2000.
[10 ] ص. واعظ زاده و ح. لنگری "کنترل خازن متغیر در موتور القایی تکفاز به منظور تأمین گشتاور زیاد با ضربان کم"، نشریه دانشکده فنی دانشگاه تهران، جلد 34 ، شماره 2، صفحات 32-23، شهریور 1379.
[11] T. A. Walls and S. D. Sudhoff, "Analysis of a single-phase induction machine with a shifted auxiliary winding," IEEE Trans. on Energy Con., vol. 11, no. 4, pp. 681-686, Dec. 1996.
[12] P. C. Krause, Analysis of Electric Machinery, NewYork: McGraw Hill, 1987.
