Transcript Slide 1
MODIFIKOVANI PRORAČUN FLUKSA MAGNEĆENJA I KOMPENZACIJE ZASIĆENJA VEKTORSKI UPRAVLJANE ASINHRONE MAŠINE 1. UVOD Radovi : Struje i fluksevi kao varijable stanja Rad : Levi Vukosavić Vučković : Saturation compensation schemes for vector controlled induction motor drives 2. MODIFIKOVANI PRORAČUN FLUKSA MAGNEĆENJA ASINHRONE MAŠINE vds ids d ds 0 -1 ds R s e vqs iqs dt qs 1 0 qs 0 idr d dr 0 -1 dr R r ( e r ) 0 iqr dt qr 1 0 qr (1) (2) Relacije za flukseve statora i rotora sd isd md ( sat ) L s sq isq mq( sat ) rd ird md ( sat ) L r i rq rq mq( sat ) Elektromagnetski momenat Te 3P qr md 4 L r dr mq Jednačina mehaničkog sistema dm Te Tl J dt Na osnovu prethodnih relacija se modeluje asinhrona mašina Očigledno je neophodno definisati zasićeni međusobni fluks Proračun zasićenog fluksa md (unsat ) mq (unsat ) LM L sd M rd LM L s L r 1 1 L s L r 1 LM L 1 sq M rq LM L s L r L s L r 1 1 1 1 LM Lm(unsat ) L s L r 2 2 m(unsat ) md (unsat ) mq (unsat ) md md (unsat ) m m(unsat ) mq mq (unsat ) m m(unsat ) Zasićeni fluks md ( sat ) md (unsat ) md Slika 3: Proračun fluksa magnećenja md mq ( sat ) mq (unsat ) mq mq 3. MODIFIKOVANO VEKTORSKO UPRAVLJANJE SA KOMPENZACIJOM ZASIĆENJA Iz uslova poklapanja rotorskog fluksa sa “d”osom d qr qr 0 Struje rotora ird dt r md ( sat ) 0 irq L r Fluks rotora d r R r r md ( sat ) dt L r Klizanje r sl Rr mq ( sat ) r L r Elektromagnetski momenat Te = 3P r mq(sat) 4Lσr mq ( sat ) L r 5. NAPON NAPAJANJA VEKTORSKI UPRAVLJANE ASINHRONE MAŠINE Stacionarne vrednosti napona napajanja Rs R sd s md ( sat ) eqs L s L s vqs Rs Rs sq mq ( sat ) eds L s L s vds Dinamičke komponente napona napajanja statora kod vektorske kontrole dobićemo kroz regulaciju: 1. fluksa rotora po d-osi preko PI regulatora na referentnu vrednost, 2. promjenljive brzine rotora po q-osi preko prvog PI regulatora i promjenljivog elektromagnetskog momenta preko drugog redno vezanog PI regulatora 6. NELINEARNA MAGNETSKA KARAKTERISTIKA m( sat ) K1arctg ( K2 m(unsat ) ) K3 m(unsat ) Parametri K1 K2 K3 određuju se metodom najmanjih kvadrata Medjusobni sat fluks zavisan od linearnog fluksa 1.8 1.6 Psi-m(lin)(Tm2) 1.4 1.2 1 0.8 0.6 0.4 0.2 0 0 0.2 0.4 0.6 0.8 1 Psi-m(lin) (Tm2) 1.2 1.4 1.6 1.8 Model Vektorskog upravljanja u Matlabu Simulinku 6. REZULTATI MODELOVANJA FLUKSA MAGNEĆENJA I MODIFIKOVANOG PRORAČUNA VEKTORSKOG UPRAVLJANJA SA KOMPENZACIJOM ZASIĆENJA 1500 400 2 1000350 (a) Elektromagn moment Struje statora i statora rotora Napon napajanja Fluksevi statora, rotora Tem vsd Fstatora-d Tload vsq Fstatora-q Frotora-d Frotora-q istatora-d istatora-q irotora-d irotora-q (Nm) 1000 500 300 1.5 0250 500 (A) (V) (A) -500200 1 150 0 0.5 t (s) 1 1.5 1 wrref-referentna we-sinhrona 1.5 wrm-brzina motora 1.5 1.5 1.5 (b) Brzina masine (r/s) 1000 200 0.5 50 150 -500 0 0 100-50 -1000 -100 50 -0.5 0 -150 0 0 0 0 0.5 0.5 0.5 0.5 t (s) tt (s) t (s) (s) 1 1 1 7. ZAKLJUČAK Polazeći od fluksa statora i rotora razvijen je metod za proračun fluksa magnećenja za asinhroni motor Kod proračuna veličina za potrebe vektorskog upravljanja sa kompenzacijom zasićenja, do sada, kao polazni podaci nisu koristene komponente statorskog fluksa i mjerni podatak o brzini rotora asinhrone mašine. Model vektorskog upravljanja sa kompenzacijom zasićenja razvijen u MatlabuSimulinku daje varijable stanja i izlazne veličine koje veoma dobro prate referentne vrednosti Treba ponovo istaći modifikovani proračun veličina za vektorsko upravljanje sa zasićenjem, kojim se, polazeći od komponenti fluksa statora i mjernog podatka o brzini rotora, obezbjeđuje kontrola napojnog napona statora asinhronog motora/generatora a time i upravljanje samom mašinom.. Pitanja 1. Ako primjena predloženog proračuna vektorskog upravljanja podrazumijeva mjerenje flukseva umjesto struja statora (da bi se izbjegle transformacije struja u flukseve), u kojoj mjeri je ona ograničena s obzirom da su strujni senzori pouzdaniji i pristupačniji od senzora fluksa? Korištenjem flukseva kao varijabli stanja može se izbjeći proračun krivih statičke i dinamičke induktivnosti. S obzirom da se dinamička induktivnost definiše izrazom Lm m im Ld d m dim Očigledno je da kriva Fm(im) mora da bude jednoznačna diferencijabilna u svakoj tački. Time se onemogućava korištenje parcijalno-linearne funkcije fluksa, koja nije diferencijabilna na dodiru dvije linearne sekcije Zato se ovdje mora dobiti analitička kriva nekom od metoda interpolacije 2. Koliko vjerno se korišćenom tangentnom krivom može predstaviti nelinearna karakteristika magnećenja i da li bi primjenom neke kompleksnije funkcije u upravljanju asinhronom mašinom bilo moguće postići značajnije poboljšanje performansi sistema (dinamičkog odziva, stepena korisnog dejstva i sl.)? Radi se o arctg krivoj. Da bi se pokazalo koliko dobro ona aproksimira eksperimentalne podatke ona je data grafički u radu Postoji veliki broj radova u kojima se navode analitičke forme krivih za aproksimaciju nelinearne karakteristike mašine Posebno zanimljiva je “Frolihova kriva” koja ima sledeću formu m (im ) im / ( im ) 0, >0 Primjena Frolihove koja ispunjava uslove da: 1. Prolazi kroz dvije susjedne tačke 2. Dvije susjedne Frolihove krive imaju jednake prve izvode u zajedničkoj tački