Endüstriyel asansörlerde kullanılan sürekli mıknatıslı senkron motorların ön yük tanımlı v/f tabanlı açık çevrim denetimi

Abstract

Bu tez çalışmasında, yeni bir açık çevrim kontrol yöntemi olarak endüstriyel asansörlerde kullanılmak üzere sürekli mıknatıslı senkron motorun ön yük tanımlı V/f tabanlı hız-moment denetimi önerilmiş ve gerçekleştirilmiştir. Önerilen bu yöntem, motor parametrelerine bağlı olmayan bir kontrol algoritması içermektedir bu nedenle bu yöntem motor parametre değişikliklerinden etkilenmemektedir. Geleneksel olarak bilinen sabit oranlı Volt-Hertz skaler kontrol metodu yerine motor yüküne bağlı bir Volt-Hertz oranını tanımlayan denetim yapısı içermektedir. Ayrıca, kapalı çevrim veya vektör tabanlı kontrol metotlarına göre daha az sensör kullanılan, daha düşük maliyetli ve daha az karmaşık olan yeni bir kontrol yöntemi elde edilmiştir. Bu amaçla sürekli mıknatıslı senkron motorun benzetim çalışması için MATLAB/Simulink programı kullanılmıştır. Motor üzerinde belirli yüklenme aralıklarıyla yapılan benzetim çalışmalarında elde edilen değişken oranlı V/f değerleri tablo yapılmış, indekslenmiş ve eğri uydurma yöntemi ile de V/f oran değişiminin bağıntısı elde edilmiştir. Daha sonra, deneysel çalışmalar için bu motora uygun bir sürücü tasarımı yapılmıştır. Motorun boşta ve yük altındaki davranışı, önerilen bu yönteme göre analiz edilmiştir. Tasarımı gerçekleştirilen motor sürücü yazılımında da en son elde edilen Yük-V/f ilişkisi tanımlanmıştır. Motor parametrelerine bağlı olmadan tanımlandığı için, bu yöntem motor parametrelerinin değişiminden de etkilenmemektedir. Bu çalışmada, sürücü algoritmasında sadece yük parametresi girilerek bir sürekli mıknatıslı senkron motor kontrolünün başarılı bir şekilde yapılabileceği ortaya koyulmuştur. Böylece, endüstriyel asansörlerde kullanılabilecek basit, ucuz, gürbüz ve verimli bir kontrol yöntemi elde edilmiştir.

In this thesis, a new open loop control method with pre-load defined V/f based speed-moment control for permanent magnet synchronous motor (PMSM) used in industrial elevators, is proposed and implemented. This method includes a control algorithm independent from the motor parameters. Therefore, it is not affected by the parameter changes. Unlike conventional fixed-rate Volt-Hertz control, this method includes a control structure defining Volt-Hertz ratio depending on the pre-defined load interval. Also, compared with closed-loop and vector based control methods, the proposed method needs fewer sensors. It is lowercost and less complicated. MATLAB is used to simulate the permanent magnet synchronous motor. The variable ratio of V/f obtained from the simulations carried out at certain load intervals on the motor are tabulated and indexed. Thus, the relationship between a V/f ratio and defined load is achieved by curve fitting. For experiments, a suitable drive system is realized for this application. The motor with or without load is analyzed according to this proposed method The latest Load-V/f relationship is defined in the designed motor drive software. This method is also unaffected by the change of motor parameters since it is defined irrespective of the motor parameters. In this study, it is concluded that a PMSM control can be performed successfully by simply entering the load parameter into the drive algorithm. Thus, a simple, inexpensive, robust and efficient control method for industrial elevators is achieved.