کنترل مستقیم و مستقل توان اکتیو و راکتیو ماشین القایی دو سو تغذیه بدون استفاده از حسگر موقعیت روتور

امروزه بهره برداری از انرژی های تجدید پذیر به دلیل رو به اتمام بودن منابع سوخت فسیلی دارای اهمیت روزافزونی می باشد. انرژی باد یکی از منابع انرژی ذکر شده است که بهره برداری از آن به مراتب ساده تر می باشد. بهره برداری از این انرژی با استفاده از یک توربین بادی متصل به یک ژنراتور الکتریکی میسر است. یکی از ژنراتورهای مورد استفاده برای این منظور ماشین القایی دو سو تغذیه می باشد. در این ماشین می توان توان الکتریکی استاتور متصل به شبکه را از طریق اعمال ولتاژهای صحیح به سیم پیچی های روتور کنترل نمود. در این پایان نامه مدل ماشین القایی دو تغذیه که یکی از پر کاربردترین ژنراتورها برای این منظور است معرفی شده و کنترل توان آن مورد بررسی قرار گرفته است. با توج به مدل ماشین، توان یک ماشین القایی دو سو تغذیه به طور مستقیم با حاصلضرب بردارهای شار استاتور و روتور دارای رابطه خطی است، با نادیده گرفتن مقاومت استاتور و ثابت در نظر گرفتن شار استاتور و همچنین استفاده از مدل دو محوری ماشین منطبق بر شار استاتور، می توان توان اکتیو و راکتیو الکتریکی استاتور ماشین را به طور مستقل به ترتیب با کنترل شار روتور در راستای عمودی و افقی شار استاتور کنترل کرد. اما در واقعیت به دلیل وجود مقاومت استاتور شار استاتور ثابت نبوده و اندازه و زاویه بردار آن با تغییرات جریان و توان تغییر می کند. این امر علاوه بر ایجاد تزویج میان کنترل توان اکتیو و راکتیو موجب غیر خطی شدن رابطه توان بر حسب شار شده و کنترل مستقل و سریع امکان پذیر نخواهد بود. در این پایان نامه به منظور مستقل سازی کنترل توان ابتدا مدل ماشین در مختصات مرجع شار شبکه (grid flux) معرفی شده و سپس با در نظر گرفتن مقاومت استاتور و شار نشتی ماشین، شار روتور مرجع صحیح با پیشبینی شار استاتور محاسبه شده و کنترل توان به صورت مستقل انجام می شود. با توجه به این نکته که در ماشین القایی دو سو تغذیه جریان رتور به طور مستقیم قابل اندازه گیری می باشد می توان با استفاده از تخمین جریان روتور و مقایسه آن با مقدار اندازه گیری شده، موقعیت روتور را تخمین زده و روند کنترل را مستقل از سنسور موقعیت انجام داد. منظور تضمین عملکرد صحیح تخمین موقعیت روتور، یک حلقه اصلاح گر پارامتر اندوکتانس مغناطیس کنندگی ماشین به طور همزمان این پارامتر را تخمین می زند. نتایج شبیه سازی انجام شده بر روی یک ماشین dfim 4kw نشاندهنده توانایی روش ارائه شده در کنترل مستقل و مطلوب توان اکتیو و راکتیو استاتور می باشد. همچنین تخمین موقعیت روتور و اصلاح پارامتر ماشین به طور مطلوبی در طول مدت شبیه سازی انجام شده است. به منظور آزمایش روش ارائه شده، یک مدل آزمایشگاهی 4kw محیا گردید که نتایج بدست آمده از آن نتایج شبیه سازی را تأیید می نماید.