Pretražite po imenu i prezimenu autora, mentora, urednika, prevoditelja

Napredna pretraga

Pregled bibliografske jedinice broj: 26019

Estimiranje brzine i položaja rotora elektronički komutiranog motora


Terzić, Božo
Estimiranje brzine i položaja rotora elektronički komutiranog motora, 1998., doktorska disertacija, Fakultet elektrotehnike, strojarstva i brodogradnje, Split


CROSBI ID: 26019 Za ispravke kontaktirajte CROSBI podršku putem web obrasca

Naslov
Estimiranje brzine i položaja rotora elektronički komutiranog motora
(Speed and Motor Position Estimation of Electronically Commutated Motor)

Autori
Terzić, Božo

Vrsta, podvrsta i kategorija rada
Ocjenski radovi, doktorska disertacija

Fakultet
Fakultet elektrotehnike, strojarstva i brodogradnje

Mjesto
Split

Datum
25.11

Godina
1998

Stranica
132

Mentor
Jadrić, Martin

Ključne riječi
elektronički komutirani motor; prošireni Kalmanov filtar; estimacija; signalni procesor; pogon bez mjernih članova
(electronically commutated motor; extended Kalman filter; estimation; digital signal processor; sensorless drive)

Sažetak
U radu je prikazana metoda za estimiranje brzine vrtnje i položaja rotora elektronički komutiranog motora (EKM). Pri osmišljavanju metode analizirani su iz literature poznati postupci estimiranja kod EKM-a, sinkronog motora s permanentnim magnetima na rotoru i asinkronog motora. Prikazana se metoda temelji na primjeni proširenog Kalmanovog filtra (PKF) i diskretnom modelu motora s linijskim naponima. Kod primjene PKF-a bilo je potrebno riješiti niz specifičnih problema koji su uglavnom povezani s karakterističnim valnim oblicima napona i struja EKM-a. Mjerene veličine su linijski naponi i struje motora koji se ne filtriraju pomoću analognih filtara što je inače uobičajeno kod sličnih metoda. To je omogućeno sinkronizacijom mjerenja i upravljanja tranzistorima izmjenjivača tako da je u trenutku mjerenja minimiziran utjecaj šuma na mjerne veličine. Srednja vrijednost napona za vrijeme perioda diskretizacije određuje se kombiniranim postupcima mjerenja i proračuna. U tom se proračunu koristi intermitencija uključenosti tranzistora koju na početku perioda diskretizacije proračunava prediktivni regulator struje. Taj se regulator temelji na matematičkom modelu motora. Zbog primjene PKF-a posebna pozornost posvećena je odabiru matrica kovarijanci sistemskog i mjernog šuma. Matrica kovarijanci mjernog šuma ovisi o točnosti mjerenja struja i njeni članovi su konstantni tijekom cijelog postupka estimiranja, dok članovi matrice sistemskog šuma ovise o točnosti modela motora i točnosti određivanja napona, a mijenjaju se adaptivno ovisno o režimu rada motora. Optimiranje koeficijenata matrice sistemskog šuma provedeno je simulacijskim i eksperimentalnim postupcima. Da bi se dobile osnovne spoznaje o kvaliteti prikazane metode estimiranja provedena je simulacija na digitalnom računalu. U tu je svrhu izrađen kompjuterski program pomoću kojeg se simulira elektromotorni pogon s EKM-om i postupak estimiranja. Izrađene su dvije varijante programa za simuliranje estimacijskog postupka: (1) s konstantnim parametrima motora i (2) s istovremenim estimiranjem varijabli stanja i parametara motora. Rezultati simulacije stacionarnih i dinamičkih režima rada s konstantnim parametrima motora pokazali su da je moguće estimirati brzinu i položaj rotora EKM-a uz visoku točnost estimiranja. Simuliranjem je ispitana osjetljivost rezultata estimiranja na parametre motora, te je utvrđena značajna osjetljivost rezultata na otpor statorskog namota i konstantu elektromotorne sile, dok rezultati nisu bitno osjetljivi na induktivitet statorskog namota. Također je analiziran utjecaj matrica kovarijanci sistemskog i mjernog šuma na rezultate estimiranja. Simulacijom je istražena mogućnost istovremenog estimiranja varijabli stanja i svakog parametra motora pojedinačno, te su pritom dobiveni zadovoljavajući rezultati kod estimiranja otpora statorskog namota i konstante elektromotorne sile. Prije eksperimentalne provjeru rezultata estimiranja proveden je postupak identifikacije parametara motora. Taj se postupak sastoji iz pokusa i numeričkog proračuna, a temelji se na minimizaciji razlike mjerenih i proračunatih veličina u vremenskoj domeni. Za određivanje parametara statorskog namota važno je provesti pokus koji osigurava da valni oblici struje kod tog pokusa budu slični onima koji se javljaju u stvarnom pogonu. Dobiveni rezultati pokazuju da je otpor statorskog namota ovisan o amplitudi i frekvenciji pulzacija struje, dok je induktivitet praktički neovisan o tim veličinama. Pokusom generatorskog praznog hoda određena je konstanta elektromotorne sile koja se od nazivne vrijednosti razlikuje za približno 5%. U svrhu eksperimentalne provjere rezultata estimiranja izgrađen je laboratorijski pogon. Sve upravljačke funkcije i estimacijski algoritam realizirani su pomoću DSP-a, tip TMS320C50. Zahvaljujući faznoj simetričnosti statorskog namota pojednostavljene su matrične jednadžbe PKF-a, što je značajno pojednostavnilo estimacijski program u DSP-u i skratilo vrijeme njegova računanja. U stacionarnim režimima rada eksperimentalno su provjereni rezultati pri različitim brzinama i opterećenjima. Pri tome je pokazano da su rezultati estimiranja bolji pri većim brzinama i pri opterećenom motoru. Eksperimentalno su provjereni rezultati u dinamičkim stanjima pri skokovitoj promjeni reference brzine i udarnom opterećenju. Ti su rezultati praktički jednaki onima u stacionarnom stanju zbog relativno velike konstante tromosti. Eksperimentalno je ispitana mogućnost istovremenog estimiranja varijabli stanja i otpora statorskog namota. Za razliku od simulacijskih rezultata, utvrđeno je da tom metodom nije moguće estimiranje otpora statora. Na kraju da posebnu pažnju treba posvetiti filtriranju estimirane brzine, a pri sintezi regulacijskog kruga brzine potrebno je uzeti u obzir dodatno kašnjenje usljed primjene PKF-a. Prikazan je postupak za određivanje vremenske konstante PKF-a. Upotreba estimirane brzine kao signala povratne veze provjerena je eksperimentalno pri čemu su dobiveni zadovoljavajući pokazatelji kvalitete regulacije. Dobivena je točnost održavanja stacionarne brzine vrtnje (oko referentne vrijednosti) u iznosu od ą1% nazivne brzine kod svih opterećenja i pri svim brzinama većim od 5% nazivne vrijednosti.

Izvorni jezik
Hrvatski

Znanstvena područja
Elektrotehnika



POVEZANOST RADA


Projekti:
023012

Ustanove:
Fakultet elektrotehnike, strojarstva i brodogradnje, Split

Profili:

Avatar Url Božo Terzić (autor)

Avatar Url Martin Jadrić (mentor)


Citiraj ovu publikaciju:

Terzić, Božo
Estimiranje brzine i položaja rotora elektronički komutiranog motora, 1998., doktorska disertacija, Fakultet elektrotehnike, strojarstva i brodogradnje, Split
Terzić, B. (1998) 'Estimiranje brzine i položaja rotora elektronički komutiranog motora', doktorska disertacija, Fakultet elektrotehnike, strojarstva i brodogradnje, Split.
@phdthesis{phdthesis, author = {Terzi\'{c}, Bo\v{z}o}, year = {1998}, pages = {132}, keywords = {elektroni\v{c}ki komutirani motor, pro\v{s}ireni Kalmanov filtar, estimacija, signalni procesor, pogon bez mjernih \v{c}lanova}, title = {Estimiranje brzine i polo\v{z}aja rotora elektroni\v{c}ki komutiranog motora}, keyword = {elektroni\v{c}ki komutirani motor, pro\v{s}ireni Kalmanov filtar, estimacija, signalni procesor, pogon bez mjernih \v{c}lanova}, publisherplace = {Split} }
@phdthesis{phdthesis, author = {Terzi\'{c}, Bo\v{z}o}, year = {1998}, pages = {132}, keywords = {electronically commutated motor, extended Kalman filter, estimation, digital signal processor, sensorless drive}, title = {Speed and Motor Position Estimation of Electronically Commutated Motor}, keyword = {electronically commutated motor, extended Kalman filter, estimation, digital signal processor, sensorless drive}, publisherplace = {Split} }




Contrast
Increase Font
Decrease Font
Dyslexic Font