دانلود مقاله ISI انگلیسی شماره 53164 + ترجمه فارسی
عنوان فارسی مقاله

طرح کنترل جریانِ فیدبکِ ولتاژ برای عملکرد حالت گذرای بهبودیافتۀ درایوهای ماشین سنکرون مغناطیس دائم

کد مقاله سال انتشار مقاله انگلیسی ترجمه فارسی
53164 2012 11 صفحه PDF 14 صفحه WORD
خرید مقاله
پس از پرداخت، فوراً می توانید مقاله را دانلود فرمایید.
عنوان انگلیسی
Comparison of Induction and PM Synchronous Motor Drives for EV Application Including Design Examples
منبع

Publisher : IEEE (آی تریپل ای)

Journal : IEEE Transactions on Industry Applications, Page(s): 2322 - 2332 ISSN : 0093-9994 INSPEC Accession Number: 13191400

فهرست مطالب ترجمه فارسی
چکیده
عبارات شاخص
مقدمه
طرح کنترل معمولی [11]
طرح ارائه‌شده برای کنترل جریان 
درنظرگیری حاشیه ولتاژ
طرح کنترلی ارائه شده تحت سرعت پایه
طرح کنترلی ارائه شده در ناحیه تضعیف شار
نتایج شبیه‌سازی
نتایج تجربی (آزمایشگاهی)
نتیجه‌گیری
کلمات کلیدی
تنظیم جریان، پاسخ گذرای سریع، ماشین سنکرون مغناطیس دائم -
ترجمه 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
ترجمه 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. روش‌های مختلفی در حالت اشباع رگولاتور جریان وجود دارد تا به یک پاسخ کنترلی سریع برای جریان دست یافت. یکی از این روش‌ها این است که با تدبیر یک روش فرامدولاسیون ، یک بردار ولتاژ مناسبی از مرز ولتاژ شش گوشه انتخاب شود [2]- [6]. در [3] و [4]، ولتاژهای خروجی کنترلر جریان به دو مولفه تقسیم می‌شوند: یکی از آنها همفاز با EMF پشت موثر است و دیگری همفاز با ولتاژ دینامیکی است، که موجب تغییر جریان می‌شود. برای کمینه‌کردن اعوجاج جریان در حالت گذرا، تنها ولتاژ دینامیکی اصلاح می‌شود در حالی که EMF پشت موثر، حفظ می‌شود. لردودوماسک و همکاران در [5] و [6] بر روی تغییرات گشتاور در دوره گذرا تمرکز کرده و برای پاسخ سریع گشتاور، یک بردار ولتاژ انتخاب کردند. با این حال، چون روش‌های فرامدولاسیون تنها به خروجی‌های خود رگولاتور جریان بستگی دارند، در پاسخ گذرا دارای محدودیت‌های اجتناب‌ناپذیری هستند. برای دقیق‌تر شدن در این موضوع، نقصان ولتاژ محور q، که در عملکرد سرعت بالا بزرگتر می‌شود، در طرح مرسوم کنترل جریان در نظر گرفته نمی‌شود. به همین علت، در شرایط عملکرد دینامیک مثل تغییر ناگهانی مرجع، رگولاتور فعلی مراجع ولتاژ مناسبی را برای تنظیم سریع جریان تولید نمی‌کند، که فقط با روش‌های فرامدولاسیون قابل حل نیست. از طرف دیگر، روش‌های مختلفی مبتنی بر نظریه کنترل بهینه جهت اصلاح منحنی جریان برای حداقل زمان گذرا وجود داشته است [7]، [8]. با استفاده از کنترل بهینه زمان (TOC)، مراجع ولتاژ برای منحنی جریان بهینه را می‌توان با قوانین ریاضی و بسته به شرایط ولتاژ اشباع پس از رهانیدن مرجع ولتاژ از کنترلر جریان PI استخراج کرد. با این حال، استخراج آنلاین مراجع ولتاژ یک بار محاسباتی برای پردازنده سیگنال دیجیتال محسوب می‌شود. برخی الگوریتم‌های اصلاح کننده مراجع جریان مبتنی بر فیدبک خطای جریان [9]، [10] معرفی شدند. برای تنظیم سریع جریان محور q، خطای جریان محور q در حالت گذرا از مرجع جریان محور d تفریق می‌شود. نتایج تجربی (آزمایشگاهی) نشان دهنده عملکرد کاملا خوب تعقیب جریان تحت سرعت پایه [9] و ناحیه تضعیف شار است [10]. روش فیدبک خطای جریان با این که به پاسخ گذرای سریعی دست می‌یابد اما به تنهائی نمی‌تواند به عنوان الگوریتم تضعیف شار به کار رود چون خطاهای حالت ماندگار در جریان‌ محورهای d-lq در ناحیه تضعیف شار اجتناب‌ناپذیرند. در این مقاله، یک طرح نوین کنترل جریان برای پاسخ گذرای سریع ارائه شده است. مفهوم اساسی در این روش این است که با تقویت جریان محور d برای یک لحظه، نقصان ولتاژ در حالت گذرا تخفیف یابد. با در نظر گرفتن اشباع ولتاژ، مراجع رگولاتور معمولی PI اصلاح می‌شوند تا حاشیه ولتاژ ایمن شود. روش ارائه شده بسته به کاربردهایی که دارد دارای ساختارهای مختلفی است، اینکه آیا کنترل تشعیف شار اعمال بشود یا نشود. بر اساس تحلیل مشخصات کنترلر و موتور، بخش‌های اصلاح مرجع در هر دو کاربرد به خوبی طراحی می‌شوند. با کمک روش ارائه شده، پاسخ گذرا بهبود می‌یابد، که این موضوع به صورت کاهش زمان نشست نشان داده می‌شود. به منظور نشان دادن کارائی طرح پیشنهادی، نتایج شبیه‌سازی و تجربی بیان می‌شوند.
پیش نمایش مقاله
پیش نمایش مقاله طرح کنترل جریانِ فیدبکِ ولتاژ برای عملکرد حالت گذرای بهبودیافتۀ درایوهای ماشین سنکرون مغناطیس دائم

چکیده انگلیسی

Three different motor drives for electric traction are compared, in terms of output power and efficiency at the same stack dimensions and inverter size. Induction motor (IM), surface-mounted permanent-magnet (PM) (SPM), and interior PM (IPM) synchronous motor drives are investigated, with reference to a common vehicle specification. The IM is penalized by the cage loss, but it is less expensive and inherently safe in case of inverter unwilled turnoff due to natural de-excitation. The SPM motor has a simple construction and shorter end connections, but it is penalized by eddy-current loss at high speed, has a very limited transient overload power, and has a high uncontrolled generator voltage. The IPM motor shows the better performance compromise, but it might be more complicated to be manufactured. Analytical relationships are first introduced and then validated on three example designs and finite element calculated, accounting for core saturation, harmonic losses, the effects of skewing, and operating temperature. The merits and limitations of the three solutions are quantified comprehensively and summarized by the calculation of the energy consumption over the standard New European Driving Cycle.

خرید مقاله
پس از پرداخت، فوراً می توانید مقاله را دانلود فرمایید.