کنترل دور موتور سنکرون آهنربای دایم (PMSM) با و بدون استفاده از حسگر تعیین موقعیت رتور

موتور سنکرون آهنربای دایم (PMSM) بدلیل دارا بودن بازدهی و چگالی توان بالا، لختی کم، نسبت بالای گشتاور تولیدی به اینرسی، نیاز کمتر به تعمیر و نگهداری در بسیاری ازکاربردهای صنعتی در گستره توان کم و متوسط نسبت به موتورهای DC و موتورهای القایی ترجیح داده شده اند. به منظور کنترل دور PMSM، تاکنون روش های مختلفی پیشنهاد شده است که از نظر هزینه، پیچیدگی ساختار و دقت عملکرد متفاوت میباشند.در این مقاله کنترل سرعت سنکرون مغناطیس دایم با استفاده از سنسور اثر هال و به کمک کنترل کننده انتگرالی-تناسبی ارایه میشود. در روش ارایه شده، از کنترل کننده ی انتگرالی تناسبی به منظور تنظیم ولتاژ ورودی به اینورتر سه فاز استفاده می شود و هم چنین کلیدزنی مناسب سوییچ های اینورتر بر اساس موقعیت رتور و رمزگشایی از سنسورهای اثر هال انجام می شود. روش ارایه شده دارای مزایایی همچون سادگی ساختار و بهبود خطای حالت ماندگار و تضعیف نویزهای فرکانس بالا میباشد. استفاده از حسگر به منظور تشخیص موقعیت رتور دارای معایبی نظیر پیچیدگی در ساخت، قابلیت اطمینان پایینتر، قیمت زیاد سنسورها، مشکلات ناشی از عدم تطبیق مکانیکی و یا کار در محیط های آلوده می باشد، از اینرو روش های بدون حسگر زیادی به منظور تشخیص موقعیت رتور ارایه شده است. یکی از بهترین روش های بدون حسگر، استفاده از روش کنترل مستقیم گشتاور و سیستم تطبیقی مدل مرجع (MRAS) می باشد. روش کنترل مستقیم گشتاور دارای مزایای نسبی از جمله کاملتر بودن در دفع اغتشاش بار، سرعت پاسخ دهی بسیار بالا، محدوده عملکرد وسیعتر در سرعتهای بالا و تلفات حرارتی کمتر و در مجموع معایب کمتر نسبت به سایر روش های متداول کنترل سرعت PMSM میباشد. از اینرو در ادامه مقاله روش بدون حسگر برای کنترل دور این موتور به کمک MRAS پیاده سازی شده است. در روش بیان شده به کمک ولتاژ و جریان و به کمک MRAS، موقعیت و زاویه رتور تخمین زده و سپس به کمک مدولاسیون بردار فضایی پهنای پالس (SVPWM) کلیدزنی سوییچ های اینورتر انجام می شود. هر دو ساختار ارایه شده با استفاده از نرم افزارMATLAB/SIMULIN شبیه سازی شده و سپس با یکدیگر مقایسه شده اند. ساختار بدون حسگر ارایه شده نسبت به روش استفاده از سنسور پیچیده تر بوده و دقت کمتری دارد، اما از قابلیت اطمینان بالاتر و هزینه ساخت کمتری برخودار است.

Keywords:

موتورسنکرون مغناطیس دایم , کنترل مستقیم گشتاور , سیستم تطبیقی مدل مرجع , سنسور اثر هال