FBE- Elektrik Mühendisliği Lisansüstü Programı - Doktora
Bu koleksiyon için kalıcı URI
Gözat
Yazar "Altay, Ali Saffet" ile FBE- Elektrik Mühendisliği Lisansüstü Programı - Doktora'a göz atma
Sayfa başına sonuç
Sıralama Seçenekleri
-
ÖgeYeni Bir Mras Yöntemi İle 3 Fazlı Asenkron Motorun Algılayıcısız Vektör Kontrolü(Fen Bilimleri Enstitüsü, 2014-08-14) Altay, Ali Saffet ; Mergen, Ahmet Faik ; 10031547 ; Elektrik Mühendisliği ; Electrical EngineeringGünümüzün teknik ilerlemelerine paralel olarak endüstriyel uygulamalarda ihtiyaç duyulan elektrikli sürüş devrelerinin çeşitliliğinin artmasıyla asenkron makinenin hız ve doğrudan moment kontrolü ihtiyacı da artmıştır. Endüstride duyulan bu ihtiyaca cevap verebilmek için akademik çalışmalar da artmış ve çeşitlilik göstermiştir. Bu konular dikkate alınarak düşünülmüş tezin amacı, asenkron makinanın sabit moment, sıfır hızda ve ihtiyaç duyulduğunda yüksek hızlarda alan zayıflama bölgesini kapsayacak şekilde hız geri beslemesine ihtiyaç duyulmayan yeni bir kontrol algoritmasının geliştirilmesidir. Kontrol algoritması rotor alan yönlendirme prensibi üzerine kurulmuştur. Bu yöntemle asenkron makine serbest uyarmalı doğru akım makinesi gibi kontrol edilerek dinamik performansının yükseltilmesi, momentteki dalgalılığın ve motor gürültüsünün azaltılması, düşük hızlarda ve istenildiğinde sıfır hızda asenkron motorun, yükün o anda ihtiyacı olan momenti vermesi amaçlanmıştır. Asenkron motorlar kafesli ve bilezikli olarak iki türde imal edilirler. Tezde kafesli asenkron motorun vektör kontrolü gerçekleştirilmiştir. Asenkron motorların başlıca avantajları arasında rotorda ek bir kaynak gerektirmemeleri, kolektör, bilezik ve fırça gibi mekanik parçaları olmadığından bakım gereksinimlerinin az olması, oluk tasarımı ve malzeme kalitesi ile motorun karakteristiklerinin değiştirilebilmesi, ucuz olmaları, tozlu, dondurucu soğuk ve patlama özelliği olan zorlu çevresel ortamlarda güvenle çalışabilmeleridir. Bu özelliklerden dolayı asenkron motorlar halen endüstride en çok tercih edilen motorlardır. Asenkron motorların başlıca dezavantajları ise parametreleri zamanla değişen, doğrusal olmayan diferansiyel denklemlerle ifade edilmeleri, verimsiz, kötü sayılabilecek kalkış süreci ve momenti, momentteki salınım, hassas hız ayarı için mile sinyal üreteci vazifesi gören hız algılayıcıların (encoder) monte edilmesi gereksinimi, bu algılayıcıların montajındaki ve çalıştırılmasındaki zorluklardır. Güç elektroniği devrelerinin imalindeki, IGBT gibi yarı iletken elemanlardaki ve mikroişlemci teknolojisindeki teknik gelişmelerle, yazılım mühendisliğinin verdiği katkılar asenkron motorların yukarıda verilen devantajlarını ortadan kaldırmıştır. Böylece, asenkron motorların hızı, momenti ve kayıpları daha kolay ve verimli olarak denetlenebilir hale gelmiştir. Elektriksel olarak bir girişi olmayan rotor büyüklüklerinin hesaplanabilmesi bu alanda yapılan çalışmalarla farklı matematiksel modeller ortaya çıkmasına sebebiyet vermiştir. Küçük güçlü asenkron motorların fiyatı miline monte edilen rotor konum/hız algılayıcısının toplam maliyetinden daha düşüktür. Bu durum sistemin maliyetini önemli ölçüde arttırmaktadır. Buna ek olarak, algılayıcı bir elektriksel işaret ürettiğinden çeşitli sebeplerle üretilen işaret bozulabilmektedir. Bu durum kontrolün doğru ve güvenilir bir şekilde yapılmasını etkilemeyeceğinden, algılayıcı kontrol sonuçlarından emin olunmadıkça tercih edilmemekte, bunun yerine daha ucuz açık çevrim kontrol yöntemleri uygulanmaktadır. Tezin birinci bölümünde, açık ve kapalı çevrim kontrol yöntemleri, endüstride karşılaşılan yük profilleri, bu yük profilleri ile ilişkili değişken hız, hassas hız ve moment ayarının ayrıntılı tanımları verilmiştir. Buna ek olarak bu bölümde, literatür incelenmesi yapılarak bu tez çalışması gerçekleştirilinceye kadar olan sürede yapılmış olan çalışmaların özeti verilmiştir. Tezin ikinci bölümünde, Uzay Fazör Teorisinden yararlanılarak asenkron motorun rotor alan yönlendirmeli elektriksel ve mekanik yana ilişkin matematiksel modeli elde edilmiştir. Matematiksel model asenkron motorun kalkışından itibaren geçici ve sürekli hal çalışmasını içermektedir. Matematiksel modelin elde edilmesinde yine bu bölüm içinde anlatılan Referans Eksen Takımı Teorisiden faydalanılmıştır. Asenkron motorun matematiksel modelleri farklı Referans Eksen Takımlarında elde edilerek aralarındaki farklar incelenmiştir. Tezin üçüncü bölümünde, asenkron motorun istenildiği gibi çalışması sağlayan gerilim ara devreli eviricinin yapısı, eviricide kullanılan IGBT yarı iletken anahtarların seçimi, özellikleri ve IGBT anahtarları sürecek Darbe Genişlik Modülasyonu (DGM) işaretlerinin elde edilmesinde kullanılan Uzay Vektör Modülasyonu yöntemi anlatılmıştır. Tezin dördüncü bölümünde, asenkron motorun rotor alan yönlendirmeli vektör kontrolünün gerçekleştirilmesi için gereken gerilim denklemleri ve moment denkleminin elde edilmesi, kontrol büyüklüklerinin seçimi, Rotor alan yönlendirme yönteminin V/f gibi diğer yöntemlere göre üstünlükleri, dinamik performansın nasıl iyileştirildiği, hız algılayıcısının kaldırılmasıyla rotor hızının MRAS yöntemiyle hesaplanmasının anlatılması, önceden öngörülen şekilde sıfır hızda motorun milindeki yükü tutacak (hareket ettirmeyecek) şekilde istenilen momentin nasıl üretildiği, hız algılayıcısının kaldırılmasıyla getirilen yenilikler, sayısal işaret işlemcinin (Sİİ) gerekliliği anlatılmıştır. Tezin beşinci bölümünde, kurulan deneysel sistem, deneysel sistemden alınan DGM tetikleme işaretleri, akım, gerilim ve moment dalga şekilleri osiloskop çıktıları ve bu dalga şekillerinin incelenmesi, sistemde yapılan benzetim modelleri ve bu modellerden elde edilen sonuçlarla deneysel sonuçların karşılaştırılması, tezde elde edilen sonuçların endüstride ne şekilde fayda sağlayacağının ayrıntılı açıklamaları yapılmıştır.