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

روش‌های هوشمند در صنعت برق

مقاله 5، دوره 6، شماره 21، اردیبهشت 1394، صفحه 41-52   

نوع مقاله: مقاله پژوهشی

نویسندگان

مهرداد دریانوش^{* 1}؛ میلاد دولتشاهی²؛ جواد پورآباده³

¹دانشگاه آزاد اسلامی، خمینی شهر

²دانشگاه آزاد خمینی شهر

³دانشگاه صنعتی اصفهان

چکیده

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

کلیدواژه‌ها

موتور سوئیچ رلوکتانس؛ کاهش ریپل گشتاور؛ کنترل زاویه روشنی

مراجع

[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.