توضیحات
ترجمه مقاله برق کنترل موتور القایی شش فاز متقارن با استفاده از اینورتر نه سوئیچه و کنترل کننده مستقیم گشتاور(DTC)
عنوان انگلیسی مقاله:
Redundant switching state-based DTC for six phase symmetrical induction motor driven by nine-switch inverter
عنوان فارسی مقاله:
کنترل موتور القایی شش فاز متقارن با استفاده از اینورتر نه سوئیچه و کنترل کننده مستقیم گشتاور(DTC)
سال انتشار مقاله: 2019
ترجمه چکیده مقاله:
در این مطالعه کنترل مستقیم گشتاور(DTC) بر روی موتور القایی شش فاز متقارن(با صفر درجه اختلاف فاز بین دو سیم پیچی) با بکارگیری اینورتر نه سوئیچه پیاده سازی و اجرا شده است. ماشین های القایی چند فاز متقارن(با صفر درجه اختلاف فاز بین دو سیم پیچ) باعث بهبود بکارگیری باس DC در مقایسه با ماشین القایی شش فاز نامتقارن و ماشین شش فاز متقارن با 60 درجه اختلاف فاز بین دو سیم پیچ می گردد. از جمله كاربردهای موتور القايی شش فاز شامل ماشین های الكتريكی و هیبريدی، نیروی محركه كشتی های الكتريكی، هواپیماهای الكتريكی و … است. در يک موتور شش اختلاف زاويه بین دو سیم پیچ θبا زوايای مختلف، از صفر درجه تا 60 درجه قابل اجرا است؛ ولی متداول ترين آنها 30 درجه و 60 درجه هستند که نوع 30 درجه معروف به شکل نامتقارن است و نوع 60 درجه معروف به متقارن می باشد. سه نوع چیدمان(زوایای) کلی سیم پیچ ماشین شش فاز به صورت 1-ماشین های شش فاز (دو عدد سه فاز هم راستا) (صفر درجه)، ماشین های شش فاز نامتقارن(30 درجه)، ماشین های شش فاز متقارن(60 درجه). ماشین های القایی شش فاز از جنبه ساختار به دو دسته کلی تقسیم می شوند: ماشین القایی شش فاز با دو نول مجزا، و ماشین القایی شش فاز با یک نول مشترک. در حالت اول سیستم شش فاز، به صورت دو سیستم سه فاز مجزا که هریک دارای اتصال نول(مرکز سیم پیچ ستاره) مربوط به خود است درنظرگرفته می شود و حالت دوم مربوط به سیستم شش فازی است که دو نول آنها به یکدیگر متصل می باشد. در يک موتور القایی شش فاز انواع اتصال نول قابل اجرا است. درصورتیکه نول ها مجزا باشند، موتور شش فاز به شکل دو موتور سه فاز مجزا می باشد و در حالتی که که نول مشترك باشد، موتور به شکل موتور شش فاز يکپارچه می باشد. اختلاط فاز میان دو سیم پیچی سه فاز در هریک از دو حالت بالا می تواند 30 و یا 60 درجه اختلاف الکتریکی باشد. در حالتی که اختلاف فاز بین دو سیم پیچی 30 درجه باشد، سیم پیچی نامتقارن و درصورتی که اختلاف فاز بین دو سیم پیچی، 60 درجه باشد سیم پیچی متقارن نامیده می شود. علاوه بر پیکربندی بالا موارد دیگری از جمله ساختارهایی با اتصال دو نول به یکدیگر و اتصال آن به نقطه خنثی منبع تغذیه DC اینورتر می باشد را نیز می توان بیان کرد. ماشین های شش فاز دارای دو عدد سیم پیچ سه فاز می باشند، که نول های آنها (n و n’) ممکن است به صورت اتصال نول مجزا یا اتصال نول مشترک باشند. چنانچه دو عدد سیم پیچ سه فاز که باهم 0 و 60 درجه الکتریکی اختلاف فاز دارند، آنگاه این ماشین های شش فاز به صورت ماشین های شش فاز متقارن نامیده می شوند. اما درصورتیکه دو عدد سیم پیچ باهم 30 درجه الکتریکی اختلاف فاز داشته باشند، این نوع ماشین ها را به صورت ماشین شش فاز نامتقارن تعریف می کنند. عملکرد ماشین های القایی شش فاز با اختلاف فاز 0 و 60 درجه تقریباً یکسان می باشد. معمولاً ماشین شش فاز توسط اینورتر منبع ولتاژ دوسطحی 12 سوئیچه کنترل می گردند. برای کاهش تعداد کلیدها در اینورتر، اتصال هرکدام از فازهای موتور به نقطه میانی باس dc پیشنهاد شده است. همچنین اینورتر نه سوئیچه به منظور کاهش تعداد کلیدهای نیمه هادی از کانورتر یا مبدل پیشنهاد شده است. در این مدل اینورتر، با ترکیب دو اینورتر سه فاز دو سطحی با سه کلید مشترک، طراحی شده است. در ماشین های چندفاز معمولی، اینورتر دوسطحی 12 سوئیچه برای کنترل درایو موتور لازم است که در کل 64 حالت کلیدزنی در دسترس است. اما در سیستم پیشنهادی، اینورتر 9 سوئیچه برای درایو موتور بکارگرفته شده است که دارای 27 حالت کلیدزنی است. کنترل مستقیم گشتاور جهت کاهش ریپل های گشتاور پیشنهاد شده است. حذف شارش جریان در بردار فضاییx-y بدون ایجاد دخالت و مزاحمت در اثرگذاری کنترل مستقیم گشتاور، به کمک حالت های کلیدزنی افزونه اینورتر میسر خواهد شد. نتایج تحت شرایط پایدار و دینامیکی به کمک کنترل مستقیم گشتاور در موتور شش فاز متقارن با صفر درجه اختلاف فاز در دو سیم پیچ و با بکارگیری اینورتر نه سوئیچه نشان می دهند که این پیکربندی سبب کاهش کلیدهای اینورتر و بکارگیری بهتر باس dc می شود. بنابراین اینورتر نه سوئیچه 27 بردار ولتاژ را با حالت های کلیدزنی افزونه مشابه اینورتر دوسطحی 12 سوئیچه فراهم نموده است. بنابراین نتایج آزمایشگاهی نشان داده اند که اینورتر 9 سوئیچه با کنترل کننده مستقیم گشتاور پنج سطحی به طور موثر توانسته است موتور القایی شش فاز متقارن با 0 درجه اختلاف فاز بین دو سیم پیچ را کنترل نماید و همچنین سبب 43% کاهش ریپل های گشتاور گردیده است.
واژگان کلیدی: اینورتر نه سوئیچه، درایو القایی شش فاز، کنترل مستقیم گشتاور.
