ترغب بنشر مسار تعليمي؟ اضغط هنا

السيطرة على سرعة محرك حثي ثلاثي الأطوار بالاعتماد على تقنية سيطرة المتجه المباشر دون متحسس للسرعة

Speed Control of Three Phase Induction Motor Based on Speed Sensorless Direct Vector Control Technique

1321   0   6   0.0 ( 0 )
 تاريخ النشر 2022
والبحث باللغة العربية
 تمت اﻹضافة من قبل Shamra Editor




اسأل ChatGPT حول البحث

يتضمن هذا البحث طريقة للتحكم بسرعة محرك حثي ثلاثي الطور باستخدام تقنية سيطرة المتجه المباشر بدون متحسس للسرعة بالاعتماد على نظرية تقييم فيض الجزء الساكن للمحرك. وتتكون منظومة سوق المحرك من معدل قنطري ثلاثي الطور غير محكوم وعاكس يعمل بنظام تضمين عرض النبضة بتقنية المتجه الفراغي للتشغيل والسيطرة على سرعة المحرك تحت عزوم ميكانيكية مختلفة. تم تقييم سرعة الدوار من خلال تقييم تردد الانزلاق للمحرك واستخدامه كتغذية خلفية بدل متحسس السرعة ألاسترجاعي (تاكوميتر) وفق التقنية أعلاه. تم استخدم تقنية الفولتية/تردد مع المتحكم التكاملي التناسبي للحصول على استجابة دقيقة من خلال المقارنة بين السرعة المطلوبة والسرعة المخمنة للوصول إلى دقة واستجابة جيدة بعد حساب قيم الكسب التناسبي وزمن التكامل للمتحكم. وكانت نتائج التمثيل الحاسوبي باستخدام برنامج (Matlab\Simulink) لاستجابة السيطرة على سرعة المحرك للحالة المستقرة والديناميكية لعزوم بحدود (5-10N.m) مرضية وبأقل خطأ ممكن وكذلك أوضحت النتائج فولتية وتيار وفيض الساكن المقيّمة للمحرك في أطار المرجع الثابت والمرجع التزامني الدوار للمحور المباشر والعمودي، والسرعة التزامنية وسرعة الدوار وسرعة الانزلاق المخمنة لسرع تتراوح (250-1486rpm).


ملخص البحث
تتناول هذه الورقة البحثية تقنية التحكم المباشر في المتجهات بدون مستشعر سرعة لمحرك حثي ثلاثي الطور. تعتمد التقنية على خوارزمية توجيه فيض الجزء الساكن لتقدير والتحكم في سرعة الدوار. يتكون نظام القيادة من مقوم غير محكوم ثلاثي الطور وعاكس يعمل بنظام تضمين عرض النبضة بتقنية المتجه الفراغي. يتم تقدير سرعة الدوار من خلال تقدير تردد الانزلاق بدلاً من استخدام مستشعر السرعة. يتم استخدام هيكل التحكم في الفولتية/التردد عبر المتحكم التكاملي التناسبي لضبط دقة السرعة بين السرعة المطلوبة والمقدرة. تم الحصول على قيم المتحكم التناسبي والتكاملي باستخدام طريقة ضبط الدائرة المغلقة لزيجلر-نيكولز. أظهرت نتائج المحاكاة باستخدام برنامج Matlab/Simulink استجابة مقبولة للتحكم في السرعة مع حد أدنى من الخطأ في الحالة المستقرة والديناميكية. كما أظهرت النتائج الفولتية والتيار والفيض المقدرة في إطار المرجع الثابت والتزامني الدوار للمحور المباشر والعمودي عند تغير الحمل الميكانيكي حتى 10 نيوتن متر، بالإضافة إلى تقدير السرعة التزامنية والانزلاقية وسرعة الدوار التي تتراوح بين 250-1486 دورة في الدقيقة.
قراءة نقدية
دراسة نقدية: تقدم هذه الورقة البحثية حلاً مبتكراً للتحكم في سرعة المحركات الحثية ثلاثية الطور باستخدام تقنية التحكم المباشر في المتجهات بدون مستشعر سرعة. ومع ذلك، يمكن ملاحظة بعض النقاط التي قد تحتاج إلى تحسين. أولاً، على الرغم من أن استخدام تقدير تردد الانزلاق بدلاً من مستشعر السرعة يقلل من التكلفة والتعقيد، إلا أن دقة التقدير قد تتأثر بالضوضاء في الإشارات الكهربائية. ثانياً، قد يكون من المفيد تضمين تحليل أكثر تفصيلاً حول تأثير تغيرات المعلمات الكهربائية مثل مقاومة الجزء الساكن على دقة التقدير. أخيراً، يمكن تعزيز الورقة بإجراء تجارب عملية للتحقق من نتائج المحاكاة وتقديم مقارنة بين الأداء النظري والعملي.
أسئلة حول البحث
  1. ما هي الفائدة من استخدام تقنية التحكم المباشر في المتجهات بدون مستشعر سرعة؟

    تقلل هذه التقنية من التكلفة والتعقيد وتزيد من موثوقية ومرونة النظام عن طريق التخلص من مستشعرات السرعة التي قد تكون غير مناسبة للظروف البيئية القاسية.

  2. كيف يتم تقدير سرعة الدوار في هذه التقنية؟

    يتم تقدير سرعة الدوار من خلال تقدير تردد الانزلاق باستخدام الإشارات الكهربائية المقاسة من الفولتية والتيار في الجزء الساكن.

  3. ما هي طريقة ضبط المتحكم التكاملي التناسبي المستخدمة في الورقة؟

    تم استخدام طريقة ضبط الدائرة المغلقة لزيجلر-نيكولز للحصول على قيم المتحكم التناسبي والتكاملي.

  4. ما هي نتائج المحاكاة التي تم الحصول عليها باستخدام برنامج Matlab/Simulink؟

    أظهرت نتائج المحاكاة استجابة مقبولة للتحكم في السرعة مع حد أدنى من الخطأ في الحالة المستقرة والديناميكية، وتقدير دقيق للفولتية والتيار والفيض في إطار المرجع الثابت والتزامني الدوار.


المراجع المستخدمة
S. Bodkhe1, and M. Aware, “Speed Sensorless, Adjustable Speed Induction Motor Drive Based on DC link Measurement”, International Journal of Physical Sciences, Vol.4, pp. 221-232, April, 2009.
Ahmed A. Al-Badrani, Rakan K. Antar, and Abdul kareem Z. Mansoor, ”Neural Network-PI Controller for Speed Control of a 3-phase Induction Motor Supplied from Rectifier-Inverter Set”, Eleventh Scientific Conference for Foundation of Technical Education 23-24, March, Baghdad, Iraq, pp. 377-383, 2009.
قيم البحث

اقرأ أيضاً

تعتبر المحركات التحريضية أكثر أنواع الآلات الكهربائية انتشارا و استخداما و في شتى المجالات و المنشآت الصناعية و المنزلية بسبب موثوقيتها العالية، و تكلفتها المنخفضة و متانتها. و مع ذلك، المحركات التحريضية ليس لديها أصلا القدرة على عملية تغير السرعة. و نتيجة لهذا السبب سابقا كانت محركات التيار المستمر DC هي الأكثر استخداما في معظم المحركات الكهربائية. و لكن أدت التطورات الأخيرة في طرق التحكم في المحركات التحريضية لاستخدامها على نطاق واسع في كافة المجالات. يوجد عدة طرق لتنظيم سرعة دوران المحركات التحريضية منها تغيير عدد أقطاب المحرك، تغيير تردد المنبع المطبق على المحرك، تغيير مقاومة الدائر، تغيير قيمة التوتر المطبق على ملف الثابت، طريقةConst)= (V/F. تعتبر طريقة Const)= (V/F من أكثر الطرق شيوعا و استخداما. في هذه الطريقة تبقى النسبة V/F ثابتة التي عندها يتولد سيالة مغناطيسية ثابتة و عندها العزم الأعظمي لا يتغير. في هذه الطريقة إن المحرك يستخدم بشكل كامل و فعال.
يقدم هذا المقال مساهمة جديدة في مجال التحكم بالسرعة بدون حساسات للمقادير الميكانيكية لمولد تحريضي مضاعف التغذية في تطبيقات العنفات الريحية. حيث يتم مراقبة السرعة و العزم الديناميكي من أجل استخدامها في التغذية العكسية في حلقات التحكم. إن الخوارزمية ال مقترحة للتحكم بالسرعة بدون حساس لا تتأثر بتغيرات بارامترات الآلة حيث يتم مراقبة السرعة بشكل مستقل عنها. تتجنب الخوارزمية المستخدمة إجراء التفاضل و هذا يحسن بشكل كبير من عدم التأثر بإشارات الضجيج. اعتمدنا على نظرية التحكم الشعاعي بتوجيه الفيض المغناطيسي و ذلك للتحكم بسرعة الآلة التحريضية مضاعفة التغذية. المتحكمات المستخدمة في الحلقات المغلقة هي متحكمات تناسبية تكاملية تقليدية. تمت النمذجة بالاعتماد على معادلات بارك للآلة التحريضية و على نموذج مبسط لقالبة جهد ثلاثية الطور. تبين نتائج المحاكاة في برنامج MATLAB أداء جيد للتحكم المقترح بالسرعة من دون حساس.
تم في ورقة البحث هذه تطوير نظام قيادة شعاعي لمحرك سلك رافعة وفق مبدأ ملاحقة فيض الدائر. تتطلب عمليات التشغيل للروافع، حالات تشغيل مختلفة بسرعات و عزوم متغيرة مع الزمن، مما يشكل حالات كهرو ديناميكية و كهرو مغناطيسية عابرة، قد تؤثر على أداء عمليات ال تشغيل، لذلك و بناء عليه تم بناء نظام قيادة يحقق عمليات التشغيل لمحركات السلك في الروافع يحقق: - أداء و مردود عالي - بناء نظام التحكم المطلوب وفق مبدأ التعديل النبضي العرضاني (PWM) و نظام التغذية الرئيس اخذين بعين الاعتبار الحد من تغيرات جهد حلقة التيار المستمر و تحقيق فيض اعظمي قبل اقلاع المحرك. - الحد من الجهود الزائدة التي قد تظهر على حلقة التيار المستمر، باستخدام مقطع فرملة ترانزستوري مع مقاومة تفريغ. في نهاية البحث تم استعراض النتائج و التي تدل على الأداء المتميز للنظام المقترح مع إمكانية استخدام نفس النظام لعمليات التشغيل المؤتمتة المختلفة.
تم في هذا البحث بناء نموذج لنظام قيادة كهربائي يستخدم محرك تحريضي ثلاثي الطور ذي دائر مقصور باستخدام طريقة الحقل الموجه و ذلك للتحكم بكل من السرعة، الفيض و التيار. تم استخدام منظمات تناسبية تكاملية في دارة التحكم، أما نموذج الآلة فتم تشكيله بالاعتماد على معادلات الآلة التحريضية المكتوبة في الإحداثيات الثابتة. لإتمام عملية التحكم دون قياس فيض الدائر تم بناء نموذج للفيض انطلاقاً من القيم المقاسة لكل من تيار الثابت و سرعة الدائر التي يمكن قياسها بشكل مباشر و تم التحقق من النموذج بنتائج تم الحصول عليها باستخدام بيئة Matlab-Simulink.
من الصفات التي يجب أن يتمتع بها لاعب حائط الصد في الكرة الطائرة هي سرعة رد الفعل , و التي تساهم بشكل فعال في قدرة اللاعب على صد الضربات الساحقة للمهاجم المنافس بشكل صحيح , و لكن زمن رد الفعل يتأثر بمدى استفادة اللاعب من المعلومات الأولية (Prime) المو جودة في محيطه للتحضير للحركة القادمة , فعندما يقوم اللاعب بالتحضير الفعال و بشكل مسبق للحركة المطلوبة تتم معالجة هذه المعلومات بشكل أسرع و بالتالي نلاحظ تحسن في زمن رد فعل اللاعب . لذا قمنا بهذه الدراسة لمعرفة تأثير تمارين مصممة خاصة بالتحضير الحركي على سرعة رد الفعل لدى لاعبي حائط الصد مركز (3) في الكرة الطائرة .حيث استخدمنا في هذه الدراسة اختبار ال Priming المقترح من قبل العالمين Rosenbaum and Kormblum , (1982) كاختبار قبلي و بعدي للمجموعتين التجريبية و الضابطة لمعرفة أثر تقديم معلومات مسبقة على زمن رد فعل اللاعب . إن المعلومات المقدمة مسبقا إما أن تكون مطابقة للحركة المطلوبة أو حيادية , و قد تم اعتماد طريقة احتساب عدد المحاولات الصحيحة المنفذة من قبل اللاعب للاستدلال على التغيير في سرعة رد الفعل لديه. أظهرت النتائج تحسن في عدد المحاولات الصحيحة للمجموعة التجريبية بعد تطبيق البرنامج التدريبي المقترح في الحالتين ( مطابقة - حيادية ) و هنا نستنتج أن البرنامج المطبق قد ساهم في زيادة عدد المحاولات الصحيحة المنفذة مما يدل على زيادة سرعة معالجة المعلومات التي أدت الى تطوير سرعة رد الفعل لدى لاعبي حائط الصد مركز (3). و في ضوء هذه الاستنتاجات أوصينا بضرورة استخدام البرنامج التدريبي المقترح ضمن الخطط التدريبية الموضوعة لفرق الكرة الطائرة السورية لأهميته في تطوير سرعة رد الفعل التي تعتمد عليها أغلب المهارات الهجومية و الدفاعية في هذه اللعبة, و كذلك ضرورة إجراء المزيد من البحوث و الدراسات التي تعتمد على الوسائل التدريبية الحديثة.
التعليقات
جاري جلب التعليقات جاري جلب التعليقات
سجل دخول لتتمكن من متابعة معايير البحث التي قمت باختيارها
mircosoft-partner

هل ترغب بارسال اشعارات عن اخر التحديثات في شمرا-اكاديميا