بهبود کنترل برداری میدان‌گرا با استفاده از مدولاسیون بردار فضایی برای درایو موتور دی‌سی بدون جاروبک

نوع مقاله : مقاله پژوهشی

نویسندگان

دانشگاه شهید بهشتی

چکیده

 مدولاسیون بردار فضایی در موتور دی سی بدون جاروبک (BLDC) با روتور مغناطیس دائم به دلیل فازهای خاموش و نیروی ضد محرکه ذوزنقه ای نسبت به موتورهای معمول متفاوت است. برای غلبه بر این مسئله، در این مقاله یک روش SVPWM برای کنترل برداری میدان‌گرا در درایو موتور BLDC ارائه شده است. تفاوت‌های اساسی در پیاده سازی این روش، در تخمین گشتاور و ارائه بردارهای فضایی ولتاژ اینورتر مشخص شده، است. به منظور کنترل موثر و مستقیم گشتاور، گشتاور برحسب نیروی ضد محرکه و جریان سه فاز محاسبه می‌شود. بر طبق خطای گشتاور بین گشتاور داده شده و گشتاور واقعی، بهترین بردار ولتاژ انتخاب می شود که عملکرد دینامیک موتور BLDC را سیستم کنترل مستقیم گشتاور به عهده دارد. در نتیجه انتظار میرود تا پاسخ دینامیکی بهتری را در برابر تغییرات بار داشته باشد.
. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . ..

کلیدواژه‌ها


[1] M.V.Ramesh, J.Amarnath, S.Kamakshaiah, M.Balakrishna, ‘‘Field Oriented Control for Space Vector Modulation based Brushless DC Motor drive,’’ International Journal of Advanced Research in Electrical, Electronics and Instrumentation Engineering, Vol. 2, Issue 9, September 2013.
[2] A. G. de Castro, and et.al., ‘‘Improved Finite Control-Set Model-Based Direct Power Control of BLDC Motor With Reduced Torque Ripple,’’ IEEE Transactions on Industry Applications, vol. 54, no. 5, pp. 4476-4484, Sept.-Oct. 2018.
[3] Qamar, N.A. and Hatziadoniu, C.J., “Cancellation of selected stator harmonics in BLDC by using an adaptive feedforward controller”. Elsevier, Electric Power Systems Research, vol.154, pp.88-94, 2018.
[4] Sheeba Joice, S. R. Paranjothi and V. Jawahar Senthil Kumar, ‘‘Digital Control Strategy for Four Quadrant Operation of Three Phase BLDC Motor with Load Variations, ’’ IEEE Transactions on Industrial lnformatics; vol. 9, no. 2, May 2013.
[5] P. C. Biswas and B. C. Ghosh, ‘‘A novel flux estimation algorithm based position sensorless field oriented vector controlled permanent magnet brushless DC motor drive,’’ 3rd International Conference on Electrical Information and Communication Technology (EICT), Khulna, 2017, pp. 1-6.
[6] Vanchinathan, K. and Valluvan, K.R., “A metaheuristic optimization approach for tuning of fractional-order PID controller for speed control of sensorless BLDC motor”. Journal of Circuits, Systems and Computers, vol.27, no.8, pp.1850123, 2018.
[7] Ching-Tsai Pan and Emily Fang; ‘‘A Phase Locked Loop assisted Internal Model Adjustable Speed Controller for BLDC Motors,’’ IEEE Transactions on Industrial Electronics; vo1.55; no.9; September 2008.
[8] Janpana; R. Chaisricharoen and P. Boonyanant, ‘‘Control of the Brushless DC Motor in Combine Mode,’’ Elsevier- Procedia Engineering, vol. 32, pp. 279 -285, 2012.
[9] Mansour Mohseni and Syed M. Islam, ‘‘A New Vector-Based Hysteresis Current Control Scheme for Three Phase PWM VoItage Source Inverters,’’ IEEE Transactions on Power Electronics, vol.25, no. 9, September 2010.
[10] Du Toit Mouton, H,‘‘ Natural balancing of three-level neutralpoint- clamped PWM inverters,’’ IEEE Transactions on Industrial Electronics, vol.49, 2002.
[11] K. J. Pratheesh, G. Jagadanand and R. Ramchand, ‘‘A Generalized-Switch-Matrix-Based Space Vector Modulation Technique Using the Nearest Level Modulation Concept for Neutral-Point-Clamped Multilevel Inverters,’’ IEEE Transactions on Industrial Electronics, vol. 65, no. 6, pp. 4542-4552, June 2018.
[12] L. Tan, B. Wu, M. Narimani, D. Xu and G. Joós, ‘‘Multicarrier-Based PWM Strategies With Complete Voltage Balance Control for NNPC Inverters,’’ in IEEE Transactions on Industrial Electronics, vol. 65, no. 4, pp. 2863-2872, April 2018.
[13] Keliang, Z. and W. Danwei, ‘‘Relationship between space-vector modulation and three-phase carrier-based PWM: acomprehensive analysis [three-phase inverters],’’ IEEE Transactions on Industrial Electronics, vol.49, pp:186-196, 2002.
[14] Maswood, A.I., O.H.P. Gabriel, and M.A. Rahman,‘‘High power multilevel inverter with unity PF front-end rectifier,’’ IEEE Transportation Electrification Conference and Expo (ITEC), pp:1-5, 2012.
[15] S. Busquets-Monge; J. Bordonau; D. Boroyevich; S. Somavilla, ‘‘The nearest three virtual space vector PWM - a modulation for the comprehensive neutral-point balancing in
the three-level NPC inverter,’’ IEEE Power Electronics Letters, vol.2, pp:11-15, 2004.
[16] K. Yamanaka; A. M. Hava; H. Kirino; Y. Tanaka; N. Koga; T. Kume, ‘‘A novel neutral point potential stabilization technique using the information of output current polarities and voltage vector,’’ IEEE Transactions on Industry Applications, vol.38, pp:1572-1580, 2002.