Bilezikli asenkron makinaların bilezikleri üzerinden bulanık mantık tabanlı hız denetiminin TMS320F2812 DSP ile gerçekleştirilmesi

Abstract

Bu çalışmada bilezikli asenkron motorların bilezikleri üzerinden hız denetimyöntemleri araştırıldı. Bilezikler üzerinden kayma frekansında gerilim uygulanmasınınmotor momenti ve akımları üzerindeki etkileri incelendi. Sistemin matematiksel modeliylebenzetim çalışmaları yapıldı. Uyarlanabilir sınırlı bulanık mantık tabanlı bir denetimsistemi ile bilezikler üzerinden uygulanan gerilim ayarlanarak akımlar ve momentüzerindeki olumsuz etkiler azaltılmaya çalışıldı.Deneysel çalışmalar için 100A 1200V dayanımlı bir evirici gerçekleştirildi.Bilezikler üzerinden uygulanan gerilim denetimi için Uzay Vektör Darbe GenişlikModülasyonu(SVPWM) ve TMS320F2812 DSP kullanıldı. Yeni kullanılmaya başlanan busayısal işaret işlemcinin programlanması ile ilgili önemli bilgiler verildi.Motorun çalışma bölgesine göre rotordan sisteme, sistemden rotora güç akışınıincelendi. Negatif yük bindirimlerinde, ani yük uygulamalarında ve frenleme bölgelerindekayıp gücü geri kazanan, geniş aralıklı bir hız denetimi gerçekleştirildi. Benzetimçalışmalarıyla karşılaştırıldı.Bilezikler üzerinden gerilim uygulanarak yapılan hız denetiminde sistemin fizikselve mekanik sınırları ortaya konularak, yöntemin hangi çalışma durumlarındakullanılabileceği araştırıldı. Özellikle senkron üstü motor ve senkron hız yakınlarındaçalışmanın etkileri ortaya konuldu.Son bölümde, uyarlanabilir sınırlı bulanık mantık tabanlı bir denetim sistemi ilerotor sargılarına uygulanan kayma frekanslı gerilimin tam filtre edilmiş sinüs olmasıdurumunda sistem başarımı, motorun dört çalışma bölgesinde benzetim çalışmalarıylaincelendi. Filtre edilmemiş evirici çıkış gerilimleri ile yapılan uygulamalarla, tam sinüsçıkışlı, kayma frekanslı gerilimlerinin etkileri tartışıldı.

In this study, the speed control methods for the slip-ring induction motors over therings have been researched. The effects of the voltage applied the rotor windings on theinstantaneous stator and rotor current waveforms and transient torque dynamics have beenexamined. The negative and dangerous effects of the voltage injection method are tried toreduce by the adaptive fuzzy logic based speed control system.For the experimental studies, 100A 1200V IGBT inverter is realized andTMS320F2812 Digital Signal Processor is used together with space vector pulse widthmodulation in order to control of magnitude and frequency of the injected voltage. Theuseful informations are given about the programming of the new family digital signalprocessor TMS320F812.The power flow between rotor windings and supply is analyzed and presentedaccording to the different operation regions of the machine. A large range speed controlsystem, which has the lost power recovery drive, is implemented under the negative orunexpected load torque that changes suddenly and regenerative braking region. Theexperimental results are compared with the computer simulations.It is determined that the proposed method can be used in which operation conditionsaccording to the mechanical and physical restrictions of the system. Especially, the effectsof the voltage injection are also discussed in conditions with super synchronous motor andaround the synchronous speed.In the last chapter, the control system performance is analyzed with computersimulations on the four-quadrant of the slip-ring induction motor in case voltage havingslip frequency, which is applied to rotor windings with adaptive fuzzy logic based controlsystem, is exactly filtered sinus. The effects of voltages having exact sinus waveform andslip frequency are discussed with applications which are made with non-filtered inverteroutput voltages.Keywords: Slip-Ring IM, Voltage Applying Over the Rings, Adaptive Fuzzy Logic,TMS320F2812 DSP, Slip Power Recovery, Speed Control, SVPWM.