قابلیت اعتماد و اندازه گیری

الف ) دسترسی آسان به مرجع ثابت (مؤلفه گشتاور و مؤلفه شار جریان استاتور)
کاربرد آسان کنترل مستقیم گشتاور ، زیرا در چهارچوب مرجع d-q که گشتاور بیان می‌شود داریم : با ثابت نگه داشتن دامنه شار رتور یک ارتباط خطی بین گشتاور و مؤلفه گشتاوربردار جریان استاتور خواهیم داشت. آن گاه می‌توانیم گشتاور را توسط کنترل این مؤلفه کنترل کنیم. بلوک دیاگرام عمومی سیستم کنترل جهت یابی میدان برای یک موتور القایی در شکل 1-4 نشان داده شده است. تغییرات زیادی در کنترل جهت یابی میدان ماشین القایی وجود دارد. بسته به چهارچوب مرجع تبدیل به کار رفته ، دو نوع کنترل جهت یابی میدان بیشتر به کار می‌رود ؛ جهت یابی شار رتور (RFO) و جهت یابی شار استاتور (SFO). در کنترل برداری جهت یابی شار رتور ، چهارچوب مرجع به طور سنکرون با شار رتور می‌چرخد ، در حالیکه در جهت یابی شار استاتور چهارچوب مرجع با شار استاتور می‌چرخد. در هر دوی این چهارچوب های مرجع ، دینامیک یک ماشین القایی شبیه یک ماشین DC ظاهر می‌شود که اجازه می‌دهد همانند یک ماشین DC کنترل شود. هم چنین کنترل جهت یابی میدان رتور را می‌توان به صورت کنترل جهت یابی مستقیم و یا غیر مستقیم میدان طبقه بندی کرد که بسته به چگونگی شکل فوران مورد نیاز برای اجرای انتقال چهارچوب مرجع فراهم می‌شود.

شکل 1‌-‌‌4- بلوک دیاگرام عمومی برای سیستم کنترل جهت‌یابی میدان.


باتوجه به این بلوک دیاگرام ابتدا جریان های سه فازه به مرجع ساکن استاتور انتقال داده شده،سپس به کمک بردارهای یکه به مرجع مختصات گردان منتقل می شوند.بعد از این ،این جریان ها با مقایسه مقادیرجریان های مرجع و عبور از کنترل کننده های PI،ولتاژهای مرجع اعمالی به اینورتر را تولید می کنند.اینورتر نیز با دریافت این ولتاژهای مرجع می تواند ولتاژمورد نیاز برای تغذیه موتور را فراهم نماید.
1-5-کنترل مستقیم جهت یابی میدان
آگاهی از موقعیت لحظه به لحظه بردار شار ، هم راستا با چهارچوب مرجع گردان برای جهت یابی صحیح میدان از شرایط ضروری است. معمولاً شناسایی موقعیت شار بر اساس اندازه گیری مستقیم و یا تخمین از روی سایر کمیت های قابل اندازه گیری می‌تواند باشد. چنین دیدگاهی، جهت یابی مستقیم میدان نامیده می‌شود. تنها شار فاصله هوایی می‌تواند مستقیماً اندازه گیری شود. یک طرح ساده برای تخمین بردار شار رتور مبتنی بر اندازه گیری شار فاصله هوایی و جریان استاتور است. عیب روش اندازه گیری مستقیم این است که حس‌گر شار، گران قیمت بوده و احتیاج به محل نصب و نگهداری ویژه دارد. بنابراین موجب کاهش قابلیت اعتماد در موتور القایی است. در عمل شار رتور از جریان و ولتاژ استاتور محاسبه می‌شود. این تکنیک نیازمند آگاهی از مقاومت استاتور همراه با اندوکتانس نشتی و مغناطیس کنندگی می‌باشد. به طور معمول برای انجام این کار از رؤیتگر مدل ولتاژ استفاده می‌گردد. طرح جهت یابی مستقیم میدان در شکل 1-5 نشان داده شده است.

مطلب مرتبط :   گرم کردن و تا پایان

شکل 1‌-‌‌5- طرح جهت‌یابی مستقیم میدان.
شار استاتور در راستای محورهای و در چهارچوب مربع ساکن می‌تواند از معادلات زیر تخمین زده شود:
(1-33)
(1-34)

شار رتوررا نیز می توان با معادلات زیر تخمین زد:
(1-35)
(1-36)

که اندوکتانس نشتی است. این روش به پارامترهایی همچون مقاومت استاتور و اندوکتانس نشتی بستگی دارد. مطالعه حساسیت پارامترها نشان می‌دهد که اندوکتانس نشتی می‌تواند اثرات مهمی روی عملکرد سیستم همچون پایداری ، پاسخ دینامیکی و بهره برداری از ماشین و اینورتر داشته باشد. در این مورد مشکل اساسی نیاز به پارامترهای موتور سه فاز است. مقاومت استاتور یک مسئله مهم است، چرا که به درجه حرارت بستگی دارد. دو پارامتر القایی یعنی اندوکتانس مغناطیس شوندگی واندوکتانس معادل رتور به طور معمول تحت تأثیر اشباع قرار می‌گیرند. همچنین انتگرال گیری از سیگنال ها،درفرکانس پایین و قابل ملاحظه شدن افت ولتاژ اهمی رتور در سرعت کم مشکلاتی را ایجاد می کند. این محدودیت ها مانع استفاده از این طرح در سرعت کم می‌شود. به هر حال ، این یک کار عملی است که در بالاتر از یک رنج سرعت قابل قبول و در بسیاری از کاربردها به کار گرفته می شود.
1-6-کنترل غیر مستقیم جهت یابی میدان