Rotor Oluk Harmoniklerini Kullanarak Asenkron Motorlar İçin Gerçek Zamanda Sensörsüz Hız ve Konum Kestirimi

Rotor Oluk Harmoniklerini Kullanarak Asenkron Motorlar İçin Gerçek Zamanda Sensörsüz Hız ve Konum Kestirimi. Ertan, H B. & Keysan, O. In Eletrik-Elektronik ve Bilgisayar Mühendisliği Sempozyumu, pages 1–6, 2012.
abstract bibtex

Sensörsüz hız kestirimi için kullanılan teknikler vektör kontrol için kullanıla gelmektedir. Ancak bu yöntemle denetlenen motorlardan elde edilen performansın, sensörlü yöntemler kadar iyi olmadığı bilinmektedir. Bu bildiri sensörsüz sürücülerden sensörlü sürücüler kadar iyi performans elde etme sorununa bir çözüm bulmak için yapılan bir çalışmayı anlatmaktadır. Performansı iyileştirmek için en akılcı yol motorun kendi geometrisinden kaynaklanan ve manyetik alan içinde izleri takip edilebilen sinyalleri yakalamaktır. Bu tip bilgi rotor yuvarlaklığının bozukluğundan, stator ve rotor oluklarının yarattığı alan bozulmasından veya başka manyetik alan asimetrilerinden elde edilebilir. Özellikle rotor oluk harmonikleri diagnostik amaçlı olarak kullanıla gelmektedir. Bu yaklaşım motor akısı içinde oluşan harmoniklerin akımda endüklediği gerilim bileşenlerini yakalayarak veya hava aralığı akısını algılayarak uygulanabilmektedir. Yapılan işlem akım veya endüklenen gerilimden bir örnekleme yapmak ve FFT analiz yöntemleri kullanılarak rotor oluklarından kaynaklanan bileşenleri ayırmak şeklinde olmaktadır. Ancak bu yöntemde örnek alınması ve hesaplama, mili saniye mertebesinde sürmekte ve gerçek zamanda uygulanması vektör kontrollu sistemler açısından herhangi bir fayda sağlamamaktadır. Burada sunulan yaklaşımda ise rotor oluk harmoniklerini içeren sinyal gerçek zamanda işlenebilmekte ve sonuç mikro saniyeler içerisinde alınabilmektedir. Yöntemin özü motordan elde edilen sinyalin; besleme gerilimi frekansında bir gerilim üzerine bindirilmiş olarak rotor oluk harmoniklerini içeren bir başka sinyalin varlığının farkına varılmış olmasıdır. Bu durumda rotor oluk harmoniklerini ayıklamak basit bir demodülasyon işlemine dönüşmektedir. Bildiri gözlemin arkasında yatan teoriyi açıkladıktan sonra, demodülasyon işleminin nasıl yapılacağını göstermektedir. Öne sürülen yaklaşım bir deney ortamında uygulanarak yaklaşımın geçerliliği gösterilmiştir. Bu yaklaşımla rotor olukları bir encoder gibi kullanılarak gerçek zamanda sensörsüz olarak rotor konumu veya hızı elde edilebilmektedir. Bu nedenle de sensörsüz sürücülerin performansının sensörlü sürücüler kadar iyi olması imkanı doğmaktadır.

@inproceedings{Ertan2012,
abstract = {Sens{\"{o}}rs{\"{u}}z hız kestirimi i{\c{c}}in kullanılan teknikler vekt{\"{o}}r kontrol i{\c{c}}in kullanıla gelmektedir. Ancak bu y{\"{o}}ntemle denetlenen motorlardan elde edilen performansın, sens{\"{o}}rl{\"{u}} y{\"{o}}ntemler kadar iyi olmadığı bilinmektedir. Bu bildiri sens{\"{o}}rs{\"{u}}z s{\"{u}}r{\"{u}}c{\"{u}}lerden sens{\"{o}}rl{\"{u}} s{\"{u}}r{\"{u}}c{\"{u}}ler kadar iyi performans elde etme sorununa bir {\c{c}}{\"{o}}z{\"{u}}m bulmak i{\c{c}}in yapılan bir {\c{c}}alışmayı anlatmaktadır. Performansı iyileştirmek i{\c{c}}in en akılcı yol motorun kendi geometrisinden kaynaklanan ve manyetik alan i{\c{c}}inde izleri takip edilebilen sinyalleri yakalamaktır. Bu tip bilgi rotor yuvarlaklığının bozukluğundan, stator ve rotor oluklarının yarattığı alan bozulmasından veya başka manyetik alan asimetrilerinden elde edilebilir. {\"{O}}zellikle rotor oluk harmonikleri diagnostik ama{\c{c}}lı olarak kullanıla gelmektedir. Bu yaklaşım motor akısı i{\c{c}}inde oluşan harmoniklerin akımda end{\"{u}}klediği gerilim bileşenlerini yakalayarak veya hava aralığı akısını algılayarak uygulanabilmektedir. Yapılan işlem akım veya end{\"{u}}klenen gerilimden bir {\"{o}}rnekleme yapmak ve FFT analiz y{\"{o}}ntemleri kullanılarak rotor oluklarından kaynaklanan bileşenleri ayırmak şeklinde olmaktadır. Ancak bu y{\"{o}}ntemde {\"{o}}rnek alınması ve hesaplama, mili saniye mertebesinde s{\"{u}}rmekte ve ger{\c{c}}ek zamanda uygulanması vekt{\"{o}}r kontrollu sistemler a{\c{c}}ısından herhangi bir fayda sağlamamaktadır. Burada sunulan yaklaşımda ise rotor oluk harmoniklerini i{\c{c}}eren sinyal ger{\c{c}}ek zamanda işlenebilmekte ve sonu{\c{c}} mikro saniyeler i{\c{c}}erisinde alınabilmektedir. Y{\"{o}}ntemin {\"{o}}z{\"{u}} motordan elde edilen sinyalin; besleme gerilimi frekansında bir gerilim {\"{u}}zerine bindirilmiş olarak rotor oluk harmoniklerini i{\c{c}}eren bir başka sinyalin varlığının farkına varılmış olmasıdır. Bu durumda rotor oluk harmoniklerini ayıklamak basit bir demod{\"{u}}lasyon işlemine d{\"{o}}n{\"{u}}şmektedir. Bildiri g{\"{o}}zlemin arkasında yatan teoriyi a{\c{c}}ıkladıktan sonra, demod{\"{u}}lasyon işleminin nasıl yapılacağını g{\"{o}}stermektedir. {\"{O}}ne s{\"{u}}r{\"{u}}len yaklaşım bir deney ortamında uygulanarak yaklaşımın ge{\c{c}}erliliği g{\"{o}}sterilmiştir. Bu yaklaşımla rotor olukları bir encoder gibi kullanılarak ger{\c{c}}ek zamanda sens{\"{o}}rs{\"{u}}z olarak rotor konumu veya hızı elde edilebilmektedir. Bu nedenle de sens{\"{o}}rs{\"{u}}z s{\"{u}}r{\"{u}}c{\"{u}}lerin performansının sens{\"{o}}rl{\"{u}} s{\"{u}}r{\"{u}}c{\"{u}}ler kadar iyi olması imkanı doğmaktadır.},
author = {Ertan, H B{\"{u}}lent and Keysan, Ozan},
booktitle = {Eletrik-Elektronik ve Bilgisayar M{\"{u}}hendisliği Sempozyumu},
pages = {1--6},
title = {{Rotor Oluk Harmoniklerini Kullanarak Asenkron Motorlar İ{\c{c}}in Ger{\c{c}}ek Zamanda Sens{\"{o}}rs{\"{u}}z Hız ve Konum Kestirimi}},
year = {2012}
}

Downloads: 0