Model synchrónneho motora s permanentnými magnetmi

Παρουσίαση με θέμα: "Model synchrónneho motora s permanentnými magnetmi"— Μεταγράφημα παρουσίασης:

1 ADAPTÍVNE RIADENIE S REFERENČNÝM MODELOM PRE SYNCHRÓNNY MOTOR S PERMANENTNÝMI MAGNETMI

2 Model synchrónneho motora s permanentnými magnetmi
Nelineárne diferenciálne rovnice v d,q súradniciach orientovaných na magnetické pole opisujú synchrónny motor s permanentnými magnetmi a odvádzajú základnú štruktúru riadiaceho systému.

3 vonkajšia slučka - podsystém vnútorná slučka - podsystém
Štruktúra riadiaceho systému SMPM vonkajšia slučka - podsystém Master riadiaci algoritmus Slave riadiaci algorit. vnútorná slučka - podsystém Idem U estimator a pozorovatele vnútorná slučka I stredná slučka

4 Master & Slave riadiaci algoritmus
Požadovaná dymanika Rovnice motora pre id=0 Podmienka vektorového riadenia Master RA generuje žiadané hodnoty zložiek prúdu 2. Linearizačná funkcia B. Slave riadiaci algoritmus

5 SÚSTAVA POZOROVATEĽOV PRE ODHADOVANIE STAVOV A FILTROVANIE PRE SMPM

6 Pozorovateľ v pseudokĺzavom režime
Tieto rovnice sú spolu považované za poruchový vektor Zvyšok z rovníc motora tvoria základ modelu pozorovateľa v reálnom čase.

7 Pozorovateľ v kĺzavom režime a výpočtový blok uhlovej rýchlosti
Požadované odhady sú ekvivalentné hodnoty kde je veľké zosilnenie Vektor statorového prúdu pozorovateľa v pseudokĺzavom režime je daný: Z dôvodu formulovania užitočnej rovnice pre dokonalý a konštantný parameter sa odhady môžu predpokladať: výpočet nefiltrovanej uhlovej rýchlosti sa dá vyjadriť:

8 Filtračný pozorovateľ
Filtrované hodnoty a sú generované pozorovateľom založenom na Kalmanovom filtri Záťažný moment je považovaný za stavovú veličinu kde návrh: potrebuje prispôsobenie len jedného parametra alebo ako dva rozdielne póly: S elektrickým momentom SM sa narába ako s externým vstupom do modelu

9 Pôvodná riadiaca štruktúra rýchlostného riadenia synchrónneho motora
ua Slave RA id_dem ia_dem Výkonový menič Transf. dq /α,β a α,β/a,b,c Master RA ib_dem ub iq_dem SMPM ic_dem uc ia ib ua,b,c Transf. abc / a,b a a,b / d,q Diskrétny dvojfázový oscilátor ia ib ic cosq sinq id iq ud uq id iq id výpočtový blok uhlovej rýchlosti vd_ekv Pozorovateľ v kĺzavom režime Filtračný pozorovaeľ iq vq_ekv

10 MRAC vonkajšia slučka korekčná slučka Model TF referenčný model
Vnútorná a stredná slučka (reálny systém) korekčná slučka Model TF referenčný model (systém v uzavretej slučke) Nezhoda parametrov zväčšuje korekciu Masonovo pravidlo

11 Experimentálne overenie
Parametre PMSM: Pn=475 W; wn=157 rad/s; Mn=0,47 Nm Parametre náhradnej schémy: Rs=1,26 W; Ld=9,34 mH; Lq=9,2 mH; p=2; J=0,0005 kg.m2; YPM=0,112 Vs Parametre IGBT Semikron 6MBI-060 sú nasledovné: menovité napätie: 1000 [V] , menovitý prúd: 6x10 [A]. Prúdové snímače: LEM LTA 50P/SPI.

12 EXPERIMENTÁLNE VÝSLEDKY 1
Rotorová rýchlosť bez MRAC ideálna & pozorovaná rot. rýchlosť bez MRAC ideálna & skuročná rot. rýchlosť pozorovaný zaťažný moment

13 EXPERIMENTÁLNE VÝSLEDKY 2
ideálna & pozorovaná rot. rýchlosť Rotorová rýchlosť vrátane MRAC ideálna & skuročná rot. rýchlosť pozorovaný zaťažný moment

14 Simulačné výsledky bez vonkajšej slučky a s vonkajšou slučkou
c) d) a) b) c) d) a) statorové prúdy, b) rot. mag. toky, c) priložený a pozorovaný moment a rot. rýchlosť z filtračného pozorovaleľa d) rot. rýchlosť a ideálna rýchlosť z prenosovej funkcie

15 Experimentálne výsledky bez vonkajšej slučky a s vonkajšou slučkou
a) ideálna rýchlosť a pozorovaná rýchlosť z filtračného pozorovateľa b) ideálna rýchlosť s reálnou rot. rýchlosťou zo snímača rýchlosti.

16 Požiadavky zrýchlenia pre tri rôzne dynamiky
Konštantné zrýchlenie Dynamika prvého rádu Dynamika druhého rádu

17 Experimentálne výsledky pre pohon so synchrónnym motorom
Konštantné zrýchlenie wd= 600 rpm, Tramp= 0,05 s dynamika prvého rádu wd= 800 rpm, Tsettl= 0,3 s dynamika druhého rádu wd= 600 rpm, Tsettl= 0,3 s

18 Dynamika druhého rádu pre rôzne činitele tlmenia
-0.2 0.2 0.4 0.6 0.8 60 -10 10 20 30 40 50 z=0,5 z=2 z=1 Tsettl=0,15 s ; wd = 40 rad/s

19 Závery: Bola vyvinutá a experimentálne overená nová metóda riadenia el. pohonov so synchrónnym motorom s permanentnými magnetmi, kde pôvodný systém s vnútenou dynamikou bol doplnený o vonkajšiu slučku, ktorá pracuje na princípe adaptívneho riadenia s referenčným modelom (MRAC). Tri rôzne prepísané dynamiky pre požiadavky rýchlosti boli dosiahnuté a priaznivý vplyv pridanej riadiacej slučky bol spozorovaný. Použitie vektorovo riadeného pohonu so synchrónnym motorom je možné. Ďalšie zlepšenie tejto riadiacej techniky môže pokračovať aplikáciou sofistikovanejšej PWM.