Zer da Eremuaren Orientazio Kontrola?

Zer da Errektu Orientatu Kontrola?

Errektu Orientatu Kontrolaren Definizioa

Errektu orientatu kontrola teknika sofistikatua da, AC indar induzioko motorrak DC motorretan bezala, erregulazioa eta fluxu magnetikoa independenteki kontrolatuz.

Errektu Orientatu Kontrolaren Oinarri Funtsezkoa

Errektu orientatu kontrolak statorra duen korrientea bektore baten bidez kontrolatzen du. Kontrol honek proiekzioak egiten ditu, hiru faseko denbora eta abiadura mendeko sistema bat bi koordenatu (d eta q frame) denbora invariante sistema batera aldatuz.

 Transformatzio hauek eta proiekzioak DC maquinariaren kontrolarekin antolamendu berdina ematen dute. FOC maquinak behar dituzte bi konstante input erreferentzia gisa: erregulazio osagaia (q koordenatuarekin lerrokatuta) eta fluxu osagaia (d koordenatuarekin lerrokatuta).

AC-motorren hiru faseko tenperatura, korrientea eta fluxua espazio bektore konplexuak izan daitezke. ia, ib, ic instantaneo korrientetako stator faseetan, orduan stator korrientea bektore honela definitzen da:

Non, (a, b, c) hiru faseko sisteman diren ardatzak. Korrientea espazio bektore hau hiru faseko sinusoide sistema adierazten du. Bi denbora invariante koordenatu sistemara aldatu behar da. Transformatzio hau bi urratsetan egin daiteke:

(a, b, c) → (α, β) (Clarke transformatzioa), hiru faseko sistema bi koordenatu denbora varianteko sistema batera aldatzen duena.

(a, β) → (d, q) (Park transformatzioa), bi koordenatu denbora invariante sistema batera aldatzen duena.

(a, b, c) → (α, β) Proiekzioa (Clarke transformatzioa) Hiru faseko kantitateak, tenperatura edo korrientea, a, b eta c ardatzean denboran aldatzen badira, matematikoki bi faseko tenperatura edo korrientetan α eta β ardatzean aldatu daitezke hurrengo matrize transformatzioaren bidez:

Aldiz, a ardatza eta α ardatza bere horretan badira, eta β bertikalak badira, bektore diagrama hau dugu:

Proiekzio hau hiru faseko sistema (α, β) bi dimentsioko ortogonal sistema batera aldatzen du:

Baina (α, β) bi faseko korrientek oraindik denbora eta abiadurari mugatuta daude. (α, β) → (d.q) proiekzioa (Park transformatzioa) Hau da FOC-en transformatzio garrantzitsuenetako bat. Hona hemen, bi faseko finkoa den ortogonal sistema (α, β) d, q biraketa referentzia sistema batera aldatzen du. Transformatzio matrizea hurrengoa da:

Non, θ biraketa eta finkoa den koordenatu sistemaren arteko angelua den.

Rotor fluxua d ardatzekin lerrokatuta, irudia 2nd-ean ikus daiteke bi referentzia sistema arteko korrientea:

Non, θ rotor fluxuaren posizioa den. Erregulazioa eta fluxu osagaiak korrientea bektorearen hurrengo ekuazioek zehazten dituzte:

Osagai hauek korrientea (α, β) osagaien eta rotor fluxuaren posizioaren mendean dagoen araberak dira. Rotor fluxuaren posizio zehatzak ezagutzen baduzu, d, q osagaiak kalkulatu daitezke. Orduan, erregulazioa zuzenean kontrola daiteke erregulazio osagaia (isq) eta fluxu osagaia (isd) independente direlako orain.

Errektu Orientatu Kontrolaren Modulu Oinarrizkoa

Stator faseko korrientak neurtzen dira. Neurtutako korrientak Clarke transformatzio blokean sartzen dira. Proiekzio hauen emaitzak isα eta isβ deitzen dira. Korrienten bi osagai hau inguruan Park transformatzio blokean sartzen dira, d, q referentzia sistema baterako korrientak emango dituena. 

isd eta isq osagaiak isdref (fluxu erreferentzia) eta isqref (erregulazio erreferentzia) erreferentziekin konparatzen dira. Orduan, kontrol egitura honek avantatge bat du: sinkroniko edo induzioko maquinak kontrolatzeko erabil daiteke fluxu erreferentzia aldatuz eta rotor fluxuaren posizioa jarraituz. PMSM kasuan, rotor fluxua magnetikoekin finkoa da, beraz, sortu beharrik ez dago. 

Beraz, PMSM-a kontrolatzerakoan, isdref zero izan behar du. Indukzio motoreak rotor fluxu bat sortu behar dutenez funtzionatzeko, fluxu erreferentzia zero ez izan behar du. Honek errazki kontrol egitur "klasiko"en akats nagusi bat kendu du: asinkronoetatik sinkronoei pasatzeko portabilitatea. 

PI kontrolagailuen emaitzak Vsdref eta Vsqref dira. Hauek inverse Park transformatzio blokean aplikatzen dira. Proiekzio hauen emaitzak Vsαref eta Vsβref dira, espazio bektore pulse width modulation (SVPWM) algoritmo blokean sartuta. Bloke hauen emaitzak inbertsorearen gainontzeko senaletxoak ematen ditu. Hemen, Park eta inverse Park transformatzioak rotor fluxuaren posizioa behar dute. Beraz, rotor fluxuaren posizioa FOC-ren oinarrizkoa da.

Rotor fluxuaren posizioaren balorazioa desberdina da sinkroniko edo induzioko motoreak hartzen badira kontuan. Sinkroniko motoreetan, rotor abiadura rotor fluxuaren abiadura berdina da. Orduan, rotor fluxuaren posizioa posizio sensor batez edo rotor abiaduraren integrazioaren bidez zuzenean zehazten da.

Asinkroniko motoreetan, rotor abiadura ez da rotor fluxuaren abiadura berdina slip delako; beraz, metodo jakin bat erabiltzen da rotor fluxuaren posizioa (θ) baloratzen. Metodo hau corrient modeloa erabiltzen du, hiru faseko indar induzioko motorearen modeloan d, q biraketa referentzia sistema baterako bi ekuazio behar ditu.

Errektu Orientatu Kontrolaren Diagrama Blokea Arrunta

Errektu Orientatu Kontrolaren Klasifikazioa

Indukzio motore drive-entzako FOC bi motetan sailkatu daiteke: IFOC eta DFOC esquematik. DFOC estrategian, rotor fluxu bektorea fluxu sensor baten bidez neurtzen da aire gappean edo elektriko maquinari parametroetatik hasita tensio ekuazioak erabiliz.

 IFOCan, rotor fluxu bektorea field oriented control ekuazioak (corrient model) erabiliz estimatzen da, rotor abiadura neurtzeko beharrezkoa izanik. Bi esquema artean, IFOC gehien erabili egiten da itxurako moduan zerrenda osoan, abiadura nulotik abiadura altuera helduen.

Errektu Orientatu Kontrolaren Ahalmenak

• Erregulazioa hobetu.

• Erregulazioa frekuenci baxuetan eta abiadura baxuan.

• Abiadura dinamikoa zehaztasuna.

• Motor tamaina murriztea, kostuak eta energia eragilea.

• Lau kuadrante operazioa.

• Karga handiaren ahalmen laburra.