کنترل زاویه روشنی با استفاده از توابع اشتراکی گشتاور اصلاح شده به منظور کاهش ریپل گشتاور در موتورهای سوئیچ رلوکتانس

الموضوعات :

مهرداد دریانوش ¹ , میلاد دولتشاهی ² , جواد پورآباده ³

1 - دانشگاه آزاد اسلامی، خمینی شهر
2 - دانشگاه آزاد خمینی شهر
3 - دانشگاه صنعتی اصفهان

تاريخ الإرسال : 28 السبت , صفر, 1436 تاريخ التأكيد : 04 السبت , ربيع الثاني, 1436 تاريخ الإصدار : 02 الثلاثاء , رجب, 1436

الکلمات المفتاحية: موتور سوئیچ رلوکتانس, کاهش ریپل گشتاور, کنترل زاویه روشنی,

ملخص المقالة :

در سالهای اخیرگرایش به موتور سوئیچ رلوکتانس به منظور استفاده درکاربردهای صنعتی افزایش پیدا کرده است. از این رو تحقیقات گسترده‌ای بر روی کنترل سرعت و گشتاور این موتور صورت گرفته است. این موتور دارای ساختاری ساده و مقاوم بوده و دارای هزینه ساخت پایین و مقرون به صرفه می‌باشد و در عین حال از چگالی توان بالا، قابلیت کار در سرعت‌های بسیار زیاد و در محیط‌های نامناسب (گرم و پرگرد و غبار) قابلیت اطمینان، کنترل‌پذیری و بازدهی بالایی برخوردار است. از طرف دیگر تولید گشتاور گسسته و اشباع شدید مغناطیسی هسته در این موتور سبب کاهش گستره کاربردهای صنعتی و افزایش نوسانات نامطلوب در گشتاور این موتور شده است. در این مقاله، از روش اصلاحی مبتنی بر قوانین منطقی و بر اساس کنترل توابع اشتراکی گشتاور استفاده شده است. همچنین با تخمین منحنی ‌اندوکتانس در همسایگی موقعیت عدم هم محوری و بر اساس حل تحلیلی معادله ولتاژ فاز، زاویه روشنی بهینه برای هدایت هر فاز استخراج شده است. نتایج شبیه‌سازی‌ها بر روی یک موتور سوئیچ رلوکتانس چهار فاز و مقایسه آن با روشهای پیشین نشان از صحت و برتری روش پیشنهادی ارائه شده خواهد داشت

المصادر:

[1] S.K. Sahoo, S. Dasgupta, S.K. Panda, J.X. Xu, "A lyapunov function based robust direct torque controller for switched reluctance motor drive system", IEEE Trans. on Power Electronics, Vol. 27, pp. 555-564, Feb. 2012.

[2] S. Saberian-Borojeni, “Fuzzy second order sliding mode speed observer for a synchronous reluctance motor with predictive control”, Journal of Intelligent Procedures in Electrical Technology, Vol. 4, No. 13, pp. 45-52, Winter 2013 (in Persian).

[3] R. Krishnan, "Switched reluctance motor drives modeling, simulation, analysis, design and applications", Boca Rotan, FL: CRC Press, 2001.

[4] V.P. Vujicic, "Minimization of torque ripple and copperlosses in switched reluctance drive", IEEE Trans. Power Electronics, Vol. 27, No. 1, pp. 388-399, Jan. 2012.

[5] B. Fahimi, G. Suresh, J.P. Johnson, M. Ehsani, M. Arefeen, I. Panahi, "Self-tuning control of switched reluctance motors for optimized torque per ampere at all operating points", Proceeding of the  IEEE/APEC, pp. 778–783, 1998.

[6] M.M. Beno, N.S. Marimuthu N.A. Singh, "Improving power factor in switched reluctance motor drive system by optimising the switching angles", Proceeding of the IEEE/TENCON, pp. 1–5, Hyderabad, Nov. 2008.

[7] Y. Sozer, D.A. Torrey, "Optimal turn-off angle control in the face of automatic turn-on angle control for switched-reluctance motors", IET Electric Power Applications, Vol. 1, No. 3, pp. 395–401, May 2007.

[8] X.D. Xue, K.W.E. Cheng, "Optimization and evaluation of torque-sharing functions for torque ripple minimization in switched reluctance motor drives", IEEE Trans. on Power Electronics, Vol. 24, No. 9, pp. 2076-2090, Sep. 2009.

[9] M. Dowlatshahi, S.M. Saghaiannejad, J.W. Ahn, M. Moallem, "Copper loss and torque-ripple minimization of switched reluctance motors considering nonlinear and magnetic saturation effects", Journal of Power Electronics, Vol. 14, No. 2, pp. 351-361, March. 2014.

[10] Y.Z. Xu, R. Zhong, S.L.Lu.L. Chen, "Analytical method to optimise turn-on angle and turn-off angle for switched reluctance motor drives", IET Electric Power Applications, Vol. 6, No. 9, pp. 593–603, Nov. 2012.

[11] M. Dowlatshahi, S.M. Saghaiannejad, J.W. Ahn, M. Moallem, “Minimization of torque-ripple in switched reluctance motors over wide speed range", J Electr Eng Technol, Vol .9, No. 2, pp. 478-488, 2014.

[12] M. Illic-spong, T.J.E. Miller, S.R. MacMinn, J.S. Thorp, "Instantaneous torque control of electric motor drives", IEEE Trans. Power Electron., Vol.2, pp. 55-61, Jan. 1987.

[13] D.S. Schramm, B.W. Williams, T.C. Green, "Torque ripple reduction of switched reluctance motors by PWM phase current optimal profiling", Proceeding of the IEEE/PESC, Vol. 2, pp. 857–860, 1992.

[14] I. Husain, M. Ehsani, "Torque ripple minimization in switched reluctance drives by PWM current control", IEEE Trans. on Power Electronics, Vol. 11, No. 1, pp.83–88, Jan. 1996.

[15] S.C. Sahoo, J.X. Xu, S.K. Panda, "Determination of current waveforms for torque ripple minimization in switched reluctance motors using iterative learning: An nvestigation", IEE Proceeding Electric Power Applications, Vol. 146, No. 4, pp. 369–377, Jul. 1999.