کنترل بدون حسگر سرعت موتور سنکرون مغناطیس دائم درسرعت های پایین و نزدیک صفر

چکیده امروزه موتورها ی سنکرون مغناطیس دائم با توجه به مزایای متعددشان از نظر تجاری و صنعتی مورد توجه زیادی واقع شده اند. مشخصات فنی نظیر چگالی توان (نسبت توان به وزن موتور) بالا، هم چنین نسبت گشتاور به اینرسی و بازده ی بالا در کنار نیاز به نگه داری کم ، قابلیت اعتماد زیاد و نویز کم تولیدی عمده ترین مزایایی است که می توان برای این ماشین های الکتریکی نام برد . با توجه به مزایای عمده کنترل درایوهای الکتریکی بدون استفاده از حسگرهای سرعت و موقعیت، در این تحقیق به موضوع کنترل درایو بدون استفاده از حسگر این موتور پرداخته شده است. کنترل بدون حسگر سرعت این موتورها عمدتاً به دو روش تحریک اساسی و تزریق سیگنال تقسیم می شوند. روش تحریک اساسی به دلیل وابسته بودن آن به سرعت و پارامترهای موتور در سرعت های پایین کاملاً تحت تأثیر عواملی مانند نویز اندازه گیری، خطای تخمین و تغییر پارامترها قرار می گیرد، در حالیکه روش های تزریق سیگنال حتی در شرایط بدون حرکت نیز قادر به تشخیص موقعیت روتور هستند. به همین دلیل در این تحقیق از این روش برای کنترل سرعت موتور سنکرون مغناطیس دائم در سرعت های پایین و نزدیک صفر استفاده شده است. به منظور استفاده از روش تزریق سیگنال در ابتدا یک مدل مناسب از موتور سنکرون مغناطیس دائم انتخاب شده و رفتار این موتور در فرکانس های بالا مورد بررسی قرار گرفته است. در ادامه به توضیح روش تزریق سیگنال فرکانس بالا پرداخته شده است و روابط تزریق سیگنال فرکانس بالا و تأثیر آن روی معادلات فرکانس بالای موتور مورد مطالعه قرار گرفته است. سپس روش کنترل برداری غیرمستقیم، با استفاده از حسگرهای سرعت و موقعیت روی موتور سنکرون مغناطیس دائم در محیط matlab/simulink پیاده سازی شده و بدین وسیله صحت روش کنترلی ارائه شده در این تحقیق مورد تأیید قرار گرفته است، ضمن اینکه به کمک الگوریتم هوشمند ژنتیک ضرائب انتگرالی- تناسبی کنترل کننده های سرعت و جریان تنظیم شده اند. در ادامه یک روش ساده تزریق سیگنال فرکانس بالا پیاده سازی و کنترل موتور به کمک آن انجام شده و رفتار آن مورد تحلیل و بررسی قرار گرفته است. سپس به منظور بهبود روش ارائه شده از یک فیلتر دیجیتال میان گذر به علت مزایای آن نسبت به فیلتر آنالوگ استفاده شده است و ضرائب این فیلتر جهت عملکرد بهتر به کمک الگوریتم ژنتیک تنظیم شده اند. استفاده از کنترل برداری و تخمین سرعت، نیازمند استفاده از پارامترهای ماشین الکتریکی است. نادرست بودن پارامترهای استفاده شده در سیستم کنترل می تواند منجر به کاهش تولید گشتاور، عملکرد ناصحیح و حتی ناپایداری سیستم شود. از این رو، به کمک کنترل فازی سرعت و بهینه سازی آن با استفاده از الگوریتم ژنتیک، درایو طراحی شده در مقابل تغییرات پارامترهای الکتریکی با شرایط محیطی، نقطه کار و گذشت زمان مقاوم شده است.