Váltakozó áramú motor mezőorientált szabályozása

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

A motor szabályozás az ipar (még mindig) erős, gyorsan fejlődő ágazata. Ezen állítást alátámasztja, hogy újabb és újabb termékek kerülnek piacra a következő jellemzőkkel: fejlett dinamika, költséghatékony-, alacsony fogyasztás, javított teljesítménytényező és csökkentett EMI sugárzás. Ahhoz hogy ilyen eredményeket lehessen elérni, fejlett szabályzó algoritmusokra van szükség. A beágyazott rendszerekkel megvalósított szabályzástechnikákkal, mind a magas szinvonalú dinamika, a nagy teljesítmény és a költségcsökkentés is elérhető.

A 3 fázisú elektromos hajtások fordulatszám és fluxus szabályozásához az egyik legelterjedtebben alkalmazott algoritmus a mezőorientált szabályozás (FOC). Köszönhetően jó tulajdonságainak, illetve a félvezető technológia fejlettségének, mind a teljesítményelektronika, mind a jelfeldolgozás területén. Számos előnye miatt, az ilyen módon szabályozott elektromos motorokat széleskörűen alkalmazzák az alacsony költségű otthoni alkalmazásoktól, mint például egy mosógép, egészen a nagy teljesítményű és drága rendszerekig, mint például az elektromos autók vagy ipari robotok.

Ezen diplomamunka célja a szenzor nélküli mezőorientált szabályozás alkalmazása szimulációban (Matlab/Simulink környezetben) illetve valós hardveren is. A projekt elején, egy nyomtatott huzalozású lemezt terveztem, amely tartalmaz egy három fázisú invertert és néhány egyéb elektornikát, amely meghajtja a mikrokontrollert és a feldolgozza az enkóder jelét, de végül is enkódert nem használtam. Ezzel a kártyával sikerült meghajtanom egy FEMIC, kalickás forgórészű, nagy sebességű, indukciós motort 90V DC feszültségről. A szabályzási algoritmus egy Microchip dsPIC33FJ256MC710 mikrokontrolleren lett megvalósítva. Ezt a mikrokontrollert speciálisan elektromos motorok meghajtásához ajánlja a gyártó.

Az AC motorok és a változó frekvenciájú hajtások rövid elméleti bemutatása után bemutatom a FOC algoritmust a 2-dik fejezetben. Majd a 3-dik fejezetben részletesen elmegyarázom az alkalmazott sebességbecslő és szabályozó algoritmus működését. Még mindig a 3 fejezet részeként, a szimulációs eredmények kerülnek bemutatásra. A 4-dik fejezetben, bemutatom a hardware és a beágyazott szoftver fejlesztését, valamint a laboratóriumi mérési eredményeket. Végül az utolsó fejezetben értékelem az elért eredményeket és javaslatot teszek a projekt lehetséges továbbfejlesztéseiről.

Letölthető fájlok

A témához tartozó fájlokat csak bejelentkezett felhasználók tölthetik le.