دانلود شبیه سازی مقاله کنترل میدان محور و کنترل گشتاور مستقیم در موتور کششی AC

کنترل گشتاور مستقیم

موتورهای AC خدمات دهنده به راه آهن هند، از نوع موتورهای القایی سه فاز هستند. درایو موتور القایی از نوع قفس سنجابی که برای تولید نیرومحرکه بکار می رود، بوسیله تکنیک های کنترل بُرداری مختلفی مورد کنترل قرار گرفته است. دو مورد از تکنیک های مختلف بکار رفته برای کنترل گشتاور و سرعت ماشین، از انواع کنترل مستقیم گشتاور (DTC)، و کنترل با جهت گیری میدان (FOC) هستند. کنترل با جهت گیری میدان، اولین و محبوب ترین روش کنترل برداری مورد استفاده به شمار می رود. هر دو رویکرد FOC و DTC، بر پایه تزویج زدایی بین مولفه های جریان بکار رفته برای تولید شار و گشتاور مغناطیس کننده به اجرا گذاشته می شوند. تزویج زدایی به موتور القایی این امکان را می دهد، تا به عنوان یک موتور DC ساده مورد کنترل قرار بگیرد. در اواسط دهه 1980، استراتژی های جدیدی برای کنترل گشتاور موتور القایی، توسط آی. تاکاهاشی پیشنهاد شدند. این استراتژی کنترلی جدید، با تبدیل سیستم مختصات، جایگزین تزویج زدایی و خطی سازی موتور الکتریکی می شود. این عمل توسط کنترل کننده های هیسترزیس صورت می گیرد، آن ها سازگاری خیلی خوبی با حالت کار روشن- خاموش ادوات قدرت نیمه هادی اینورتر دارند. از این روش ها، تحت عنوان کنترل مستقیم گشتاور (DTC) یاد می شود. در تحقیقات قبلی، هرگز اشاره ای به روش کنترل برداری برای موتورهایی با توان اسمی بالا نشده است.هدف این مطالعه، مقایسه عملکرد DTC و FOC اعمالی به درایو موتور القایی با توان اسمی بالا است. محققان درصدد شناسایی مزایا و معایبی هستند که به انتخاب بهتر بین گزینه های مختلف کمک می کنند. در این پروژه ابتدا مدل ریاضیاتی موتور القایی را معرفی می کنیم، سپس توضیحات تکمیلی را راجع به روش های کنترل با جهت گیری میدان، و کنترل مستقیم گشتاور ارائه می دهیم. در ادامه نتایج شبیه سازی های عددی مطرح و تجزیه و تحلیل می شوند. ضمناً بر عملکرد درایو بدست آمده از این دو روش تاکید می شود.

این پروژه مقایسه ای را بین دو روش کنترل بُرداری درایوهای موتور القایی انجام داده است.

• کنترل با جهت گیری میدان،
• کنترل مستقیم گشتاور.

هر دو روش در حالت های گذرا و حالت پایدار، کنترل گشتاور و شار را به صورت تزویج زدایی شده انجام می دهند. در روش کنترل DTC، موتور خیلی سریعتر به حالت پایدار می رسد، اما نوساناتی در گشتاور ایجاد می شوند. از سوی دیگر، در روش FOC، نوسانات در گشتاور در حد خیلی کمتری هستند، اما رسیدن به حالت پایدار خیلی بیشتر طول می کشد. لذا با توجه به کاربرد یک سیستم خاص، یک روش خاص می تواند بر روش بعدی برتری داشته باشد.

این شبیه سازی در محیط سیمولینک متلب (MATLAB) انجام شده و در ادامه نیز تصاویر مربوط به خروجی های شبیه سازی، قرار داده شده اند: