Sayısal işaret işlemci temelli darbe genişlik modülasyonlu frekans eviricisi ile sincap kafesli asenkron motor kontrolü için işaret üretimi

Abstract

II ÖZET Doktora Tezi SAYISAL İŞARET İŞLEMCİ TEMELLİ DARBE 6ENİŞLİK MODÖLASYONLU FREKANS EVİRİCİSİ İLE SİNCAP KAFESLİ ASENKRON MOTOR KONTROLÜ İÇİN İŞARET ÜRETİMİ Yetkin Tatar Fırat Üniversitesi Fen Bilimleri Enstitüsü Elektrik Elektronik Mühendisliği Anabilim Dalı 1994, Sayfa: 147 Darbe genişlik modülasyonlu eviricilerin kullanıldığı sürücü sistemlerinde aranan başlıca özellikler; motor harmonik akımlarının küçük, momentteki dalgalanmaların düşük ve verimin yüksek olmasıdır. Eviricilerin kontrolünde kullanılan eniyileştirilmiş Darbe Genişlik Modülasyonu (DGM) Yöntemleri, bu temel özelliklerin sağlanması için, anahtarlama açılarının önceden hesaplanmasına imkan verirler. Ancak anahtarlama açılarının hesaplanması zor ve karmaşıktır. Ayrıca uygulamada bakma tablolarına ihtiyaç göstermeleri, bazı kısıtlamaları da beraberinde getirir.Ill Bu tezde, motor hat akımlarının toplam harmonik distorsiyonunu minimize edecek bir DGM'u yönteminin (Distorsiyon Minimizasyonu -DM- Vöntemi) hesabı ve mikroişlemcili yeni bir uygulaması amaçlanmıştır. Bunun için DM'u yönteminde anahtarlama açılarım hesaplayan bir optimizasyon programı geliştirilmiştir. Sinüzoidal ve eniyileştirilmiş DGM'u yöntemleri için de anahtarlama açıları hesaplanarak yöntemler, sistem performansı ve gercekleştirilebilirlik açısından karşılaştırılmıştır. DGM'lu üç fazlı işaretler, mikroişlemcili, bakma tablosu gerektirmeyen yeni bir uygulamayla üretilmiştir. Uygulamada TMS32ÖE14 sayısal işaret işlemcisi ve bipolar güç tranzistörlü evirici kullanılmıştır. Uygulama, çeyrek periyotta 7 anahtarlama açılı eniyileştirilmiş DGM'u yöntemleri için yapılmıştır. Bir sincap kafesli asenkron motor (SAM), üretilen üç fazlı işaretler ile kontrol edilen evirici üzerinden değişik frekanslarda çalıştırılmıştır. Motor akım ve geriliminin örneklenerek alınan dalga şekillerinin harmonik analizleri yapılmıştır. Uygulamaya geçilmeden önce üç fazlı DGM'lu işaretle sürülen SAM'un davranışı, hazırlanan bir benzetim programı ile incelenmiştir. Programda SAM'un o;-p eksen sistemindeki modeli kullanılmıştır. Tez sonuçlarının değerlendirilmesi için benzetim ve ölçüm sonuçlan ile bunlardan hesaplanan değerler karşılaştırılmıştır. ANAHTAR KELİMELER : Asenkron Motor, Değişken Hız Uygulamaları, Evirici, Darbe Genişlik Modülasyonu, Sayısal İşaret İşlemci, Gerçek Zamanlı İşaret Üretimi, HE'lu DGM, DM'lu DGM

IV SUMMARY Ph.D.Thesis SIGNAL GENERATION FOR PULSE WIDTH MODULATED INVERTER TO CONTROL SQUIRREL CAGE INDUCTION MOTOR BASED ON DIGITAL SIGNAL PROCESSOR Yetkin Tatar Fırat University Graduate School of Natural and Applied Sciences Department of Electrical and Electronics Engineering 1994, Page: 147 The main properties desired for drive systems which pulse width modulated inverter are used at are those; motor harmonic current and torque pulsations become low and performance becomes high. To maintain the above properties, the optimized pulse width modulation (PWM) methods used for the control of inverters give possibility to the calculation of switching angles beforhand. But the calculation of the switching angles is complex and difficult. In addition, they need look- up tables in the applications and so they bring out some restrictions together. In this thesis, the calculation of a PWM method named distortionV minimization (DM) which will minimize total harmonic distortion of the motor line currents and its a new application width microprocessor has been porposed. For this aim, a new optimization programme calculating switching angles in the DM method has been improved. The switching angles for both sinusoidale and optimized PWM methods have been calculated and the methods have been compared in terms of their system performances. To generate three phase PWM signals has been used microprocessor. But this method does not use look-up table. In the practical applicationa bipolar power transistor inverter and TMS320E14 digital signal processor have been used. The signal generation has been realized for optimized PWM methods with seven angles in a quarter periode. A squirrel cage induction motor (SCIM) has been operated with various frequences by using an inverter controlled by the generated three phase signal. The harmonic analysis of the output signal obtained by sampling of motor currents and voltages has been done. To investigate of system behavior for the PWM signals firstly a simulation programme was prepared. The model of SCIM on the a- (3 axis system has been used in the program. For evaluating of the thesis results, the simulation and the measuring results and the calculated values from them have been compared each other. KEY WORDS : Induction Motor, Variable Speed Applications, Inverter, Pulse 'Width Modulation, Real time signal generation, Distortion Minimization, Harmonic eliminated PWM