پروپوزال ارشد برق – الکترونیک قدرت – ۱۶۱۸

Description:

پروپوزال برق الکترونیک قدرت کارشناسی ارشد

    موضوع: کنترل بدون حسگر پیش بین گشتاور(PTC)  موتور القایی سه فاز با استفاده از سیستم  مدل مرجع وفقی (MRAS)

پروپوزال برق الکترونیک قدرت

    جنبه جديد بودن و نوآوري در تحقيق:

  • ارائه روش PTC بدون حسگر با استفاده از تخمین گر سرعت مبتنی بر MRAS
  • تخمین سرعت، شار روتور و شار استاتور با استفاده از MRAS
  • بهبود عملکرد تخمین گر MRAS با استفاده از روش های هوشمند از جمله کنترلر فازی

 

   اهداف مشخص تحقيق (شامل اهداف آرماني، کلی، اهداف ويژه و كاربردي):

پیاده سازی و بهبود عملکرد روش بدون حسگر PTC با استفاده از تخمین گر MRAS برای موتور القایی سه فاز

 

  فرضيه‏‌هاي تحقیق پروپوزال برق الکترونیک قدرت:

با توجه به اینکه پروژه نظری ونتایج بصورت شبیه سازی است.

مهمترین فرضیات تحقیق که حین شبیه سازی اعمال می شود، بصورت زیر خلاصه می گردد:

  • ایده ال فرض کردن کلیدهای مبدل الکترونیک قدرت تغذیه کننده موتور القایی و درنتیجه نداشتن تلفات کلید زنی
  • ایده ال فرض کردن کلیه خازن ها، سلف ها و فیلتر های احتمالی بکار رفته در سیستم درایو
  • ثابت بودن پارامترهای مدارمعادل موتور القایی نسبت به دما، سرعت روتور و . . .

 

 

  بيان مسأله اساسي تحقيق به طور كلي در پروپوزال برق الکترونیک قدرت (شامل تشريح مسأله و معرفي آن، بيان جنبه‏هاي مجهول و مبهم، بيان متغيرهاي مربوطه و منظور از تحقيق) :

پروپوزال برق الکترونیک قدرت: امروزه  موتورهای القایی به عنوان اسب کار صنعت و کارخانه‌ها شناخته شده اند. موتور القایی حدود 5 دهه پس از موتور جریان مستقیم وارد صنعت شد. یکی از ایده های اصلی تولید موتورهای القایی حذف مشکلات ناشی از پیچیدگی های استفاده از موتور جریان مستقیم بود. موتور القایی ساختاری مستحکم و ساده دارد و هزینه اولیه، نگهداری و تعمیر در آن بسیار کم است.

اخیراً (حدود سه دهه پیش) با پیشرفت قابل توجه ادوات الکترونیک قدرت در قالب تجهیزاتی مثل راه‌اندازهای نیمه هادی، اینورترهای یک سطحی و چند سطحی و . . . ،  موتورهای القایی، نسبت به ماشین‌های سنکرون و جریان مستقیم، کاربرد وسیع‌تری پیدا کردند به‌گونه‌ای که امروزه تعداد موتورهای القایی حدوداً 90 درصد کل موتورهای الکتریکی نصب شده، تخمین زده می‌شود. بنابراین، مشخص است که تحلیل و کنترل موتورهای القایی، با توجه به کاربرد گسترده این موتورها در صنعت، امری بسیار مهم و چالش برانگیز است به‌‎طوریکه همواره مقالات و پژوهش‌های متعددی در این زمینه ارائه می‌شود.

 

سفارش پروژه دانشجویی

درخواست همکاری با ما برای انجام پروژه دانشجویی

 

موتورهای القایی، علیرغم اینکه دارای ساختار و مکانیزم ساده می باشند، از نظر پیاده سازی ریاضی شامل معادلات  پیچیده‌ای هستند. این ساختار غیرخطی و چند متغیره موجب می‌شود که روش‌های کنترلی ساده قادر به کنترل مناسب مشخصه‌های الکترومغناطیسی آن نباشد. به همین دلیل امروزه ترجیح می‌دهند در محدوده‌ی وسیعی از سرعت، به جای کنترل اسکالر و حلقه‌باز، از روش های پربازده، مثل کنترل جهت دار شار(FOC) [1]، کنترل مستقیم شار و گشتاور(DTC) [2] و کنترل غیرخطی[3] مبتنی بر سیگنال پیش خور غیر خطی استفاده کنند.

در کنار روش های ذکر شده، روش کنترل پیش بین مدل[4](MPC) در 20 سال اخیر به شدت مورد توجه محققان قرار گرفته است. این روش در فرآیندهای صنعتی مختلفی از جمله واحدهای قدرت، پالایشگاه های نفت خام و . . . با موفقیت مورد بهره برداری قرار گرفته است. روش MPC یک روش کنترلی جذاب است زیرا قادر است به خوبی هم قیود ورودی و هم قیود خروجی را مدیریت می کند که این امر موجب می شود که عملکرد واحد کنترل شونده بسیار به قیود تعریف شده نزدیک شود. روش کنترل پیش بین گشتاور[5] (PTC) یکی از انواع روش های MPC است که امروزه بسیار مورد توجه قرار گرفته است. ایده اصلی روش PTC پیدا کردن بهترین بردار ولتاژ بر اساس بهینه سازی تابع هزینه ( شامل خطای شار و گشتاور پیش بینی شده) است. به عبارت دیگر، در روش PTC، هدف اصلی  یافتن بهترین بردار ولتاژ برای اعمال به مبدل الکترونیک قدرت است که اینکار از طریق بهینه سازی تابع هزینه انجام می شود.

معرفی رشته مهندسی برق

تماس با ما

درباره ما بیشتر بدانید

 

اگر روش های کنترلی پربازده نامبرده برای موتور القایی سه فاز، به طور خاص روش PTC، با یک الگوریتم مناسب برای حذف سنسور مکانیکی بصورت یکپارچه درآید، بدین ترتیب یک سیستم درایو ارزان و پربازده برای موتور القایی فراهم شده است. امروزه سنسورهای مکانیکی که برای اندازه گیری سرعت/ موقعیت موتورهای القایی بکار می روند دارای مشکلات متعددی از قبیل افزایش پیچیدگی و هزینه سیستم، نیاز به نگهداری زیاد، تاثیر پذیری شدید از نویز، قابلیت اطمینان کم و . . . هستند. بنابراین ارائه یک روش درایو بدون حسگر برای موتور القایی، بطوریکه سرعت موتور را در محدوده ی وسیعی از سرعت به خصوص سرعت های کم تخمین بزند،

بسیار حائز اهمیت است. تخمین گر سرعت مبتنی بر  سیستم مدل مرجع وفقی (MRAS)[6] یکی از روش های متداول، ساده و کاربردی برای تخمین سرعت است. در این روش، یکی از متغیرهای حالت موتور القایی، معمولاً شار روتور، با استفاده از دو مدل مختلف به نام های مدل مرجع و قابل تنظیم تخمین زده می شود. در مرحله بعدی، تفاضل مقدار شار روتور تخمینی، با استفاده از یک مکانیزم تطبیقی مناسب، سرعت روتور را تخمین می زند و سرعت تخمینی، به عنوان پارامتر تطبیقی، به مدل قابل تنظیم برگشت داده می شود. بدین ترتیب، در تخمین گر سرعت مبتنی بر MRAS، سرعت به عنوان پارامتر تطبیقی شناخته می شود و به گونه ای تنظیم می شود تا خطای شار روتور به مقدار صفر همگرا گردد.

مشاهده نمونه کار های ما

سوالات متداول

در این پژوهش، هدف کنترل بدون حسگر پیش بین گشتاور موتور القایی سه فاز با استفاده از سیستم  مدل مرجع وفقی است. ابتدا یک مدل دینامیکی مناسب برای موتور القایی در نظر گرفته می شود و بر اساس مدل مفروض، روش کنترل پیش بین گشتاور طرح ریزی می شود. برای اینکار، تابع هدف (هزینه) مناسب برای این روش تعریف می شود و تابع کلید زنی، در هر گام از شبیه سازی، به گونه ای تنظیم می شود تا مقدار تابع هزینه مینیمم شود. روش کنترلی مورد استفاده در این پژوهش دارای حلقه کنترل سرعت می باشد لذا به سیگنال پیش خور سرعت برای فراهم کردن سیگنال مرجع گشتاور نیاز  است. این سیگنال سرعت با استفاده از تخمین گر سرعت مبتنی بر MRAS فراهم می شود.

 

  اهمیت و ضرورت انجام تحقيق (شامل اختلاف نظرها و خلاءهاي تحقيقاتي موجود، ميزان نياز به موضوع، فوايد احتمالي نظري و عملي آن و همچنين مواد، روش و يا فرآيند تحقيقي احتمالاً جديدي كه در اين تحقيق مورد استفاده قرار مي‏گيرد:

موتورهای القایی قفس سنجابی سه فاز دارای ساختار مستحکم و ساده هستند. نقطه مقابل این ویژگی، ساختار ریاضی پیچیده این موتورها هستند که این امر کنترل مناسب مشخصه های موتورهای القایی، از جمله شار، گشتاور و سرعت را با مشکل روبرو کرده است. روش PTC یکی از روش های مناسب برای کنترل مشخصه های موتور القایی می باشد که دارای الگوریتم ساده و کاربردی است. از طرف دیگر، این روش می تواند با انواع مبدل های الکترونیک قدرت، ازجمله اینورتر های چند سطحی و مبدل های ماتریسی، و با قیود مختلف ترکیب گردد. نقطه مقابل این ویژگی ها، حجم بالای محاسبات بلادرنگ روش PTC است که با پیشرفت روز افزون پردازنده های سیگنال دیجیتال، این مشکل تا حدود زیادی مرتفع شده است.

اگر روش کنترلی پر بازده PTC با یک تخمین گر سرعت ادغام شود، مجموعاً یک سیستم درایو ارزان و مناسب برای موتور القایی خواهیم داشت. تخمین گرهای سرعت MRAS  مبتنی بر شار روتور یکی از کاربردی ترین روش ها برای تخمین توام شار روتور، شار استاتور و سرعت هستند که در ساختار این تخمین گرها، سرعت روتور به عنوان پارامتر تطبیقی می باشد.

دانلود پروپوزال برق الکترونیک قدرت

بالا

با اشتراک گذاری در گوگل پلاس تخفیف بگیرید