PMSM tranziens-üzemre optimalizált sensorless szabályzási algoritmusának megvalósítása és validálása

OData támogatás
Konzulens:
Dr. Stumpf Péter Pál
Automatizálási és Alkalmazott Informatikai Tanszék

Az autóipar jelenlegi trendje szerint a gyártók a hardver komponenseket szoftveres megoldásokkal próbálják helyettesíteni, hogy csökkenteni tudják költségeiket a jármű megbízhatóságának csökkenése nélkül. Az elektromos motorok esetében pozíció szenzorok alkalmazása helyett egyre inkább szoftveres pozíció becslő algoritmusok használata preferált. Jelen projekt célja egy tranziensekre optimalizált „sensorless” szabályzó algoritmus implementálása állandómágneses szinkronmotorokhoz (PMSM), és az algoritmus validálása szimulációkkal.

Napjainkban az elektromos motorok szabályozására egyre inkább a mezőorientált szabályozás (FOC) elterjedt, hiszen kiváltó teljesítmény és magas hatásfok érhető el vele, és maximális nyomaték generálható állóhelyzetben is. A mezőorientált szabályozáshoz minden időpillanatban szükség van a rotor sebességének és pozíciójának ismeretére, amelyek nagy pontossággal mérhetők különböző szenzorok, például enkóderek vagy rezolverek segítségével. Ezen szenzorok hátránya, hogy megnövelik a jármű előállításának költségét, helyet foglalnak, és meghibásodhatnak. A problémák kiküszöbölésének érdekében a sebesség és pozíció meghatározására egyre inkább szoftveres algoritmusokat használnak.

Sokféle módszer létezik a PMSM-ek „sensorless” szabályozására, melyek nagy része kiválóan működik magas rotor fordulatszámnál, de problémákba ütközik kis fordulatszám és állóhelyzet esetén. A módszerek jelentős része az indukált feszültség becslésén alapszik. Ennek hátránya, hogy kis sebesség esetén az indukált feszültség alacsony, és az alacsony jel-zaj arány miatt nem becsülhető kellő pontossággal, állóhelyzet esetén pedig egyáltalán nincsen indukált feszültség.

A szakirodalomban sokféle módszer található, amely alacsony sebesség és állóhelyzet esetén is alkalmazható a rotor pozíciójának és sebességének becslésére. Ezek a módszerek általában legalább kétféle algoritmus kombinációjából állnak, amelyek egyikét alacsony, a másikat pedig magas sebességeknél alkalmazzák. Ebben a projektben négy „sensorless” algoritmus kerül implementálásra, tesztelésre és validálásra Matlab és Simulink környezetben. A tesztek eredményei alapján egy kapcsolási logika kerül implementálásra, amely biztosítja a megfelelő működést a különböző sebességek és tranziensek esetén is.

Letölthető fájlok

A témához tartozó fájlokat csak bejelentkezett felhasználók tölthetik le.