طرح کنترل جریانِ فیدبکِ ولتاژ برای عملکرد حالت گذرای بهبودیافتۀ درایوهای ماشین سنکرون مغناطیس دائم+نسخه انگلیسی 2012
Motor Drives for EV Application Comparison of Induction and PM Synchronous Including Design Examples
چکیده- این مقاله یک طرح کنترلی نوین برای کنترل سریع جریان ماشین‌های سنکرون مغناطیس دائم ارائه می‌کند. روش ارائه‌شده عمدتا در حالت گذرای کنترل جریان و بدون مشخصات تخریب‌کننده حالت ماندگار کار می‌کند. روش ارائه شده در محدوده وسیعی از سرعت ها کاربرد دارد: در سرعت پایین‌تر از سرعت پایه و در ناحیه تضعیف شار. با کمک این روش، مقادیر مرجع جریان‌های d-q اصلاح می‌شوند و بنابراین این جریان‌ها از منحنی موسوم به "میانبُر" در صفحه مختصات d-q پیروی می‌کنند. کارائی روش پیشنهادی توسط شبیه‌سازی‌های رایانه‌ای و تجربی به تایید می‌رسد. زمان نشست در مقایسه با روش مرسوم 55% کاهش می‌یابد.
کلمات کلیدی: تنظیم جریان، پاسخ گذرای سریع، ماشین سنکرون مغناطیس دائم.
مقدمه
در کاربردهای صنعتیِ سیستم‌های درایو موتور ac با کارائی بالا، ماشین‌های سنکرون مغناطیس دائم (PMSM) به علت شدت گشتاور بالا و راندمان بالا به طور گسترده کاربرد دارند. در کاربردهایی چون کشش، روباتیک یا درایو اسپیندل، تنظیم جریان حالت ماندگار و نیز پاسخ گذرای سریع جریان به این ماشین‌ها نیاز است. از آنجا که جریان توسط ولتاژ پایانه ماشین فراهم شده با یک اینورتر کنترل می‌شود، نیاز به یک رگولاتور جریان با طراحی مناسب است که مرجع ولتاژ خوبی را بدست دهد.
در بین طرح‌های مختلف رگولاتور جریان، رگولاتور جریان انتگرالی- تناسبی (PI) قاب سنکرون [1] به طور گسترده در سیستم‌های درایو ماشین با کارائی بالا به کار می‌روند. از آنجا که کنترلر جریان سنکرون، جریان‌های مستقیم و عمود (محور d-lq) را به صورت مستقل از مقادیر dc تنظیم می‌کند، ساختار آن ساده بوده و بهره‌های کنترلر را می‌توان به راحتی تعیین کرد. در شرایط غیراشباعِ ولتاژ، جائی که خروجی‌های رگولاتور جریان به طور خطی با اینورتر PWM ترکیب می‌شوند، جریان‌ها به خوبیِ موقع طراحی، تنظیم می‌شوند. اگر تغییرات ناگهانی مرجع در بالاتر از محدوده سرعت متوسط اعمال شوند، ولتاژهای رگولاتور جریان به سهولت فراتر از ولتاژ لینک dc رفته و خروجی‌های رگولاتور جریان اشباع می‌وشند. در یک شرایط اشباع، از آنجا که مراجع ولتاژ نمی‌توانند به طور خطی ترکیب شوند، تنزل رگولاسیون (تنظیم) جریان اجتناب‌ناپذیر است.