PMSM hajtások paraméteridentifikációja
Digitálisan szabályozott teljesítményelektronikai átalakítóról táplált villamos hajtások egyre nagyobb szerepet játszanak a korszerű műszaki berendezésekben, a szerszámgépektől kezdve az ipari robotokon át a megújuló energiaforrásokat hasznosító rendszerekig, mivel velük költséghatékonyan megvalósítható a villamos és mechanikai energia oda-vissza történő alakítása. Az állandómágneses szinkrongép (Permanent Magnet Synchronous Machine) az egyik leggyakrabban használt géptípus a nagy minőségi követelményeknek eleget tevő szabályozható villamos hajtásokban számos előnyös tulajdonsága miatt, mint a magas hatásfok érték és a nagy teljesítménysűrűség.
PMSM zárt hurkú szabályozásához fontos a motor villamos és mechanikai paramétereinek minél pontosabb ismerete. Az egyik leggyakrabban használt szabályozási stratégia váltakozóáramú gépek, és így PMSM hajtások esetében, a mezőorientált szabályozás. A sebesség- és áramhurkok szabályozó paramétereinek kiszámításához szükség van a gép paramétereinek értékére, ami az esetek többségében nincs megadva a katalógusban. Az elmúlt évtizedben modell prediktív szabályozási módszereket egyre szélesebb körben kezdtek el alkalmazni PMSM hajtásokban. Prediktív szabályozási technikák esetén egy matematikai modell segítségével előre megjósolható a hajtás jövőbeni viselkedése, ami alapján kiszámítható, hogy melyik a legjobb következő beavatkozó lépés. Ebben az esetben is elengedhetetlen a motor paramétereinek minél pontosabb ismerete a megfelelő működéshez.
Dolgozatom célja PMSM hajtások paramétereinek becsléssel történő meghatározása és egy hatékony módszer kidolgozása az identifikáció folyamatára. A javasolt módszer először a motor villamos paramétereit azonosítja: a motor ellenállását, induktivitását, illetve pólusfluxus nagyságát. Ezt követően történik meg, a kapott eredmények felhasználásával, a mechanikai jellemzők, mint a tehetetlenségi nyomaték és a viszkózus csillapítás meghatározása.
A becsléshez használt eljárások közül olyan offline módszereket hasonlítok össze, mint a rekurzív legkisebb négyzetek módszere (RLS) algoritmus, a Trust Region optimalizáció, illetve az ARMAX modell identifikációs módszer. A különböző lehetőségeket első lépésben MATLAB környezetben szimulációk segítségével vizsgálom meg. Ezt követően bemutatom a módszerek működését valós környezetben, amihez egy DSP-t használok mind az identifikációhoz mind a PMSM hajtás zárt hurkú szabályozásának megvalósításához.
Irodalom:
1. H. Ahn, H. Park, C. Kim, H. Lee: A Review of State‐of‐the‐art Techniques for PMSM Parameter Identifcation in Journal of Electrical Engineering & Technology, 2020, 15, 1177–1187.
2. S. Wiedemann, R. M. Kennel: Self-Commissioning of the Current Control Loop in AC Drives in PCIM Europe 2018; International Exhibition and Conference for Power Electronics, Intelligent Motion, Renewable Energy and Energy Management, 2018, 1184-1191.
3. W. de S. Chaves, E. H. Kaneko, M. F. Mollon, L. Niro, A. do N. Vargas, M. A. F. Montezuma: Parameters Identification of a Direct Current Motor Using the Trust Region Algorithm in International Journal of Advanced Engineering Research and Science (IJAERS), Dec 2017, vol. 4, issue 12.
4. G. Su, P. Wang, Y. Guo, G. Cheng, S. Wang, D. Zhao: Multiparameter Identification of Permanent Magnet Synchronous Motor Based on Model Reference Adaptive System—Simulated Annealing Particle Swarm Optimization Algorithm in Electronics Systems & Control Engineering, 2022, 11(1), 159.
