การวิจัยเกี่ยวกับการควบคุมแรงบิดโดยตรงของมอเตอร์เหนี่ยวนำตาม MATLAB / Simulink
เทคโนโลยีควบคุมแรงบิดโดยตรง (DTC) เป็นเทคโนโลยีการควบคุมความเร็วแบบตัวแปรใหม่ที่พัฒนาขึ้นหลังจากใช้เทคโนโลยีการควบคุมเวกเตอร์ เป็นครั้งแรกที่เสนอโดยนักวิชาการชาวเยอรมัน M. Depenbrock และนักวิชาการชาวญี่ปุ่น I. Takahashi สำหรับมอเตอร์แบบอะซิงโครนัสในทศวรรษที่ 1980 ทฤษฎีของการควบคุมแรงบิดโดยตรงของมอเตอร์ซิงโครนัสแม่เหล็กถาวรจะนำเสนอโดย Zhong L, Rahman MF, Hu YW และนักวิชาการคนอื่น ๆ ใช้วิธีการวิเคราะห์เวกเตอร์เวคเตอร์เพื่อคำนวณและควบคุมแรงบิดและการไหลของมอเตอร์ AC โดยตรงในระบบพิกัดสเตเตอร์ การปฐมนิเทศสนามแม่เหล็กใช้เพื่อสร้างสัญญาณความกว้างพัลส์ด้วยการควบคุมแบบสองจุดแบบไม่ต่อเนื่อง (การควบคุมวงแบนด์วิดท์) สถานะการเปลี่ยนสถานะของอินเวอร์เตอร์จะได้รับการควบคุมโดยตรงเพื่อให้ได้สมรรถนะแบบไดนามิกที่สูงขึ้นของแรงบิด
DTC มีข้อดีของโครงสร้างควบคุมแบบง่ายๆการตอบสนองแบบไดนามิกของแรงบิดอย่างรวดเร็วการพึ่งพาพารามิเตอร์มอเตอร์น้อยและความทนทานที่ดีในการเปลี่ยนแปลงพารามิเตอร์มอเตอร์ มีการใช้กันอย่างแพร่หลายในมอเตอร์แบบอะซิงโครนัสและมอเตอร์ซิงโครนัสแบบแม่เหล็กถาวรและมีบทบาทอย่างมากในการผลิตในภาคอุตสาหกรรมเช่นเครื่องใช้ในครัวเรือนอุตสาหกรรมยานยนต์และรถจักรไฟฟ้า
จากการวิเคราะห์แบบจำลองทางคณิตศาสตร์ของมอเตอร์แบบสามเฟสได้มีการใช้หลักการควบคุมแรงบิดตรงของมอเตอร์แบบสามจังหวะแบบอะซิงโครนัส โมเดลจำลองโดยรวมของระบบควบคุมแรงบิดแบบอะซิงโครนัสแบบสามเฟสซึ่งใช้แพลตฟอร์มจำลอง MATLAB / Simulink ได้รับการจัดตั้งขึ้น แบบจำลองของแต่ละองค์ประกอบของระบบ ผลการจำลองแสดงให้เห็นว่าวิธีการควบคุมสามารถรับรู้ถึงความเร็วของมอเตอร์ได้อย่างรวดเร็ว ระบบนี้มีประสิทธิภาพสูงแบบไดนามิกและแบบสถิตซึ่งช่วยลดการเชื่อมโยงฟลักซ์ของมอเตอร์และแรงบิดและช่วยเพิ่มเสถียรภาพของระบบควบคุมความเร็ว AC ประสิทธิภาพของรัฐ
1. แบบจำลองทางคณิตศาสตร์ของมอเตอร์แบบอะซิงโครนัส
มอเตอร์แบบอะซิงโครนัสเป็นระบบหลายตัวแปรที่มีลำดับขั้นสูงไม่เป็นเชิงเส้นและมีกำลังแรงมาก ดังนั้นเมื่อวิเคราะห์แบบจำลองทางคณิตศาสตร์ของเครื่องอะซิงโครนัสสมมติฐานต่อไปนี้มักจะทำ:
สมมติว่าขดลวดสามเฟสเป็นสมมาตรและสนามแม่เหล็กช่องว่างทำให้เกิดการกระจายแบบไซน์ (sinusoidally distribution)
(2) ละเว้นการอิ่มตัวของแม่เหล็ก
(3) ไม่รวมการสูญเสียเหล็ก
(4) ไม่พิจารณาผลกระทบของความถี่และการเปลี่ยนแปลงของอุณหภูมิในขดลวด
มอเตอร์อะซิงโครนัสถูกอธิบายในระบบพิกัดสเตียร์มุมฉากโดยใช้การวิเคราะห์เวกเตอร์เวคเตอร์ แบบจำลองทางคณิตศาสตร์ของมอเตอร์ในระบบพิกัดสเตียร์ประกอบด้วยสมการแรงดันสมการฟลักซ์สมการกำลังและสมการการเคลื่อนที่
2 หลักการควบคุมแรงบิดโดยตรงแบบอะซิงโครนัส (DTC)
วิธีการควบคุมแรงบิดโดยตรง (DTC) ใช้วิธีการวิเคราะห์เวกเตอร์เวคเตอร์เพื่อวิเคราะห์รูปแบบทางคณิตศาสตร์ของมอเตอร์ AC โดยตรงในระบบพิกัดนิ่งสเตเตอร์สร้างแบบจำลองอัลกอริทึมของแรงบิดและการเชื่อมโยงฟลักซ์คำนวณและควบคุมแรงบิดของ AC มอเตอร์และใช้ลูป histeresis ตัวควบคุม (การควบคุม Bang Bang) สร้างสัญญาณ PWM และควบคุมสถานะการเปลี่ยนสถานะของอินเวอร์เตอร์ได้โดยตรงผ่านตารางสวิทช์เพื่อให้ได้สมรรถนะแรงบิดสูงสุด
หลักการพื้นฐานคือการใช้คุณสมบัติการสลับของอินเวอร์เตอร์แรงดันไฟฟ้าแบบเต็มรูปแบบ โดยการสลับสถานะแรงดันไฟฟ้าอย่างต่อเนื่องวิถีการเชื่อมโยงของฟลักซ์สเตเตอร์จะเข้าใกล้วงกลมและความถี่ของใบมีการเปลี่ยนแปลงโดยการแทรกเวกเตอร์แรงดันไฟฟ้าเป็นศูนย์เพื่อควบคุมแรงบิดของมอเตอร์และอัตราการเปลี่ยนแปลงนั้นเป็นไปตามการเชื่อมโยงของฟลักซ์และแรงบิด ของมอเตอร์ AC เปลี่ยนแปลงอย่างรวดเร็วตามที่ต้องการ
ระบบการควบคุมแรงบิดโดยตรงแบบอะซิงโครนัส (DTC) ประกอบไปด้วยอินเวอร์เตอร์, มอเตอร์แบบสามเฟส, การประมาณค่าฟลักซ์, การประมาณค่าแรงบิด, การประมาณตำแหน่งโรเตอร์, ตารางสวิตชิ่ง, ตัวควบคุม PI และตัวเปรียบเทียบค่าความคลาดเคลื่อน ระบบควบคุมจะคำนวณความเร็วที่กำหนดของมอเตอร์และความผิดพลาดความเร็วจริงผ่านเอาต์พุตควบคุม PI เป็นสัญญาณแรงบิดที่กำหนด ในเวลาเดียวกันระบบจะคำนวณมอเตอร์โดยใช้รูปแบบการเชื่อมโยงฟลักซ์และรูปแบบแรงบิดที่ยึดตามค่ากระแสมอเตอร์สามเฟสที่ตรวจพบและแรงดันไฟฟ้า ขนาดของการเชื่อมโยงฟลักซ์และแรงบิดคำนวณตำแหน่งของโรเตอร์มอเตอร์การเชื่อมโยงฟลักซ์ที่กำหนดของมอเตอร์และข้อผิดพลาดระหว่างแรงบิดและค่าที่แท้จริง ในที่สุดก็เลือกเวกเตอร์แรงดันไฟฟ้าสลับของอินเวอร์เตอร์ตามสถานะของพวกเขาเพื่อให้มอเตอร์สามารถปรับเปลี่ยนตามความต้องการในการควบคุม แรงบิดเอาต์พุตและสุดท้ายบรรลุวัตถุประสงค์ของการควบคุมความเร็ว
