ASENKRON MOTORLARIN VEKTÖR ALAN YÖNTEMİYLE KONTROLÜ

VEKTÖR KONTROLÜ NEDİR? ASENKRON MOTOR BİR DOĞRU AKIM MOTORU GİBİ DUY ARLI VE HIZU KONTROL EDİLEBİLİR Mİ?

ASENKRON MOTORLARIN

VEKTÖR ALAN Y ÖNTEMİY LE

D oğru akım motorlarının duyar lı servo kontrol uygulamala rında tercih edilmelerinin ne deni: makina içerisindeki magnetik akımın alan akımıyla, üreti len dönme momentinin ise armatür akımıyla, birbirlerinden bağımsız ola rak, kontrol edilebilmesidir. Böylelik le makina, yük momenti veya hız de ğişimlerine karşı hızlı tepki göstere bilmektedir. Asenkron motorların bili nen skalar kontrolünde ise, voltaj ve frekans temel kontrol değişkenleri olup, moment ve akı bu iki değişke nin fonksiyonlarıdır. Bu kuplaj etkisi asenkron motorun tepkisinin yavaş lamasına neden olur. örneğin mo menti artırmak için frekansı artırdığı mızı düşünelim. Bu durumda ilk an da, gerilim sabit iken,

KONTROLÜ

v 4 . 44 f N y eşitliği gereğince, akıda ve dolayısı ile momentde azalma olacaktır. Uy gulamada bu azalmayı telafi etmek amacı ile, v/f kontrolü diye bilinen yöntemle voltaj, uygun miktarda artı rılmaktadır. Ancak bu işlem sırasın da momentdeki geçici azalma, motor tepkisinin gecikmesine neden ola caktır.

Asenkron motorların skalar kontro

N.Süha BAY INDIR Erdoğan NARLI lündeki bu sınırlama, vektör veya

Dokuz Eylül Üniversitesi. Elektrik ve Elektronik Mûhendsligi Bölümü

alan yönlendirmeli kontrol yöntemi ile giderilebilir. Vektör kontrolünde;

eksen dönüşümleri ile, stator akımı

nın moment ve akıyı oluşturan bile

şenleri birbirlerinden dekuple edile

rek, geçiş tepki karakteristikleri hız

landırılmış ve bir doğru akım maki

Son yıllarda, hızlı tepki, istenen duyarlı hız nasının karakteristiklerine benzetil

ve pozisyon kontrolü uygulamalarında, doğru miştir [1]. Bu yöntemde stator akımı

akım motorlarına alternatif olarak vektör nın genliğinin yanısıra fazının da

kontrollü asenkron motorlar geliştirilmekte ve kullanılmaktadır. Bu konuda yurt içindeki az sayıda çalışmalar henüz bilgisayar simülasyonları düzeyinde olup, yurtdışındaki çalışmalarda da halen bazı tasarım sorunları vardır. Ancak hızlı mikrolslemcller ve DSP yongaları, gelecekte tün servo uygulamalarında vektör kontrollü asenkron motorların

kontrol edilmesi nedeniyle, yöntemin adı Vektör Kontrol* olarak belirlen miştir [2]. İlke olarak, alan akısı vek törünün stator akımının bir bileşeni doğrultusunda yönlendirilmesi nede niyle bu yöntem 'Alan Yönlendirilme li Kontrol" olarak da »imlendirilmek tedir [3].

kullanımına olanak sağlayacaktır. Bu makalede Sincap kafesli asenkron motorlar ba

asenkron motorların vektör alan yöntemi ile sit, sağlam, bakım gerektirmeyen ve

kontrolü tanıtılmakta ve yöntemin tüm güçlerde en ucuz motorlardır.

uygulanabilirliği ve sorunları Ayrıca, doğru akım motorlarında ko

tartışılmaktadır. mütatör fırça düzeninin neden oldu

365 ELEKTRİK f O MÜHENDİSLİĞİ I %J

ğu: elektriksel ve mekanik gürültü, süreli bakım zorunluluğu ve patlayıcı ortamlarda çalışamama gibi sakınca lar, asenkron motorlarda yoktur. Bu nedenle, vektör kontrollü asenkron motorlar, Mikroelektronik dalındaki hızlı gelişmelerin yardımı ile, gele cekte duyarlı servo kontrol uygula malarında doğru akım motorlarının kullanımını gereksiz kılacaktır. Yük sek dinamik performans gerektirme yen uygulamalarda dahi, güvenilirlik ve enerji tasarrufu açısından, klasik yöntemlere tercih edilecektir [2].

Vektör kontrol yöntemi ilk kez Blaschke tarafından uygulanmış ve Leonhard ve Bose başta olmak üzere Kanada, Almanya, halya, Japonya, İngiltere ve Amerika'dan çeşitli araştırmacılar bu yöntemin ge lişmesine katkıda bulunmuşlardır [4] [5] [6].

Stator akımının moment ve akı bile şenlerine ayrıştırılması sırasında, re ferans eksenlerinin: mıknatıslama akısı, rotor akısı, stator akısı veya rotor üzerine çakıştırılması seçenek lerine göre, başlıca dört ayrı tip vek tör kontrol yöntemi vardır [2]. Ayrıca, dönüşümlerde kullanılan birim vek törlerini elde etme şekline göre, do laylı ve dolaysız kontrol yöntemleri tanımlanmaktadır. Bu yöntemlerin uygulanmasında karşılaşılan başlıca sorunlar: Akı ölçümlerinin yeterince hassas olmaması, kontrol sisteminin motor parametrelerine bağlı olması ve sonuçta akım bileşenlerinin de kuple olma özelliğinin bozulmasıdır [1]. Rotor direncinin sıcaklıkla ve de ri etkisiyle artmasının vektör kontrolü üzerindeki bozucu etkisini en aza in dirgemek amacı ile, rotor direncini belirleme fonksiyonu türetilmiş ve denklemlerdeki parametrelerde ge rekli düzeltmeler yapılmıştır [7] [8].

Vektör kontrol sisteminde moment, akımla kontrol edildiğinden, bu sis temde sürücü olarak akım kaynaklı evirgeç kullanmak doğaldır. Ancak, kontrol sisteminin çıkışındaki akım komutu ile, ölçülen akım karşılaştırı lıp, aradaki hata bir Pl kompensatö ründen geçirilerek voltaj komutu üre tilebilir. Böylece voltaj kaynaklı bir evirgecin kullanımı da mümkün olur.

ASENKRON MOTORUN DİNAMİK MODELİ

3 fazlı asenkron motorun stator ve

Vektör kontrol yöntemi ilk kez Blaschke tarafından uygulanmış ve Leonhard ve Bose başta olmak üzere Kanada, Almanya, İtalya, Japonya,

İngiltere ve Amerika'dan çeşitli araştırmacılar bu yöntemin gelişmesine katkıda bulunmuşlardır."

rotor fazları arasındaki magnetik kuplaj nedeniyle, dinamik davranışı nın 3 eksen sisteminde modellenme si, zamanla değişen katsayılı dife ransiyel denklemlerle mümkün ol makta ve çok karmaşık bir model ya pısı ortaya çıkmaktadır. Bu nedenle, dengeli 3 fazlı frekans dönüştürücü sünden beslenen bir asenkron moto run dinamik davranışı, d q eksenle rinden oluşan iki eksenli sistemde modellenir [9] [10]. Bu sistemde, za manla değişen parametreler yok edilmekte, tüm parametre ve değiş kenler birbirinden dekuple olan orto gonal d ve q eksenleri üzerinde ta nımlanmaktadır. Makinanın dinamik modeli, durağan veya döner eksen sistemlerinde tanımlanabilir. Dura ğan eksen sisteminde, d3 ve qs re ferans eksenleri, statora göre sabit konumdadır. Döner eksen sistemin de ise, de ve qe referans eksenleri, rotor hızında veya senkron hızda dö nerler. Senkron hızda dönen eksen sistemi modelinin avantajı, sinüzoy

dal uyarılar altında, sürekli hal değiş kenlerinin zamana göre sabit olmala rıdır.

EKSEN DÖNÜŞÜMLERİ

Vektör kontrolü yönteminde kullanı lan dinamik modelin elde edilebilme si için, ard arda İRİ ayrı eksen dönü şümü yapmak gerekir. İlk dönüşüm de, 3 fazlı akım, gerilim ve akı değiş kenleri, durağan ds qs eksen siste mine aktarılır. Burada örnek olarak, stator gerilimlerin dönüşümü incelen miştir. Diğer değişkenlerin dönüşüm leri benzer şekilde gerçekleştirilebilir |1O]. Şekil 1'de, statorun as fazı ek seni ile durağan qs ekseni çakıştı rıldığı durumda, fazör dönüşüm di yagramı görülmektedir. Bu diyagra ma göre, as bs cs eksen sistemin den ds qs eksen sistemine dönü şüm ve ters dönüşüm, aşağıdaki

Vs V

0)

V8ds.

bs + _ L V c s (2)

bs vbs

\ \

\

v a s = v s qs

/

//

. V ds

ekseni

/vcs . i s ekseni

Ş0*/M:as bs cs/d* qs dönüşümü

Şekll 2 d s q s / d 8 qedönüşümü

20 385 ELEKTRİK MÜHENDİSLİĞİ

denklemlerle gerçekleştirilir. Durağan ds qs eksen sistemindeki v 8 ^ , v» ds gerilimlerini, We senkron hızında dönen de q° eksen siste mindeki Vpj, V^ gerilimlerine dönüş türmek için, Şekil 2'deki fazör diyag ramı ve aşağıdaki dönüşüm denk lemleri kullanılır.

vs ds sinwot(3)

Vds

vSdscoswet (4)

Asenkron motorun stator sargılarına 3 fazlı, dengeli sinüzoydal kaynak gerilimleri uygulandığı takdirde, bu gerilimler (1) ve (2) dönüşüm denk lemleri ile durağan d s q s eksen sis temine dönüştürülerek,

vsqs Vsmcoswet

(5)

• Vsmsinwet

(6)

zer şekilde elde edilir. wr)vdr 0(1O)

elde edilir. (5), (6) denklemleri, (3), (4) denklemlerine yerleştirildiğinde, döner d9 qe eksen sistemindeki gerilim bileşenleri elde edilir

vqs~Vsm ve vds 0

(7)

Bu eşitliklerden de görüldüğü gibi, si nüzoydal değişkenler, döner eksen sisteminde, doğru akım değerleri olarak görülmektedir.

(we wr)vqr 0(11)

(8), (9), (10) ve (11) denklemleri kul lanılarak, sincap kafes tipi bir asenk ron motorun; senkron hızda dönen eksen sistemindeki dinamik D Q eş değer devreleri Şekil 3'de gösteril miştir. Eşdeğer devreler üzerinde görülen akım akı ilişkileri, (8) (11) denklemlerine yerleştirildiğinde, mo torun elektriksel dinamiğini, gerilim ve akımlar cinsiden, tanımlayan mo deli aşağıdaki şekilde elde edilir [1].

SENKRON HIZLA DÖNEN EKSEN SİSTEMİ MODELİ

Senkron hızla dönen de • qe eksen sisteminde, stator gerilim, akım ve akı bilişenleri arasındaki dinamik denklemler

R» + Lsp

waLs

w»L$ UP

R. + L.P (We Wr) Lm

W eLm

Rr + b p

UP (wo wr) U

(12)

(we wr) U

(We Wr)Lr Rr + Up

(Denklem 12) (8)

ds

(9)

şeklindedir [1]. Eşitliklerin sağ tara fındaki son terimler; referans eksen lerinin dönmesinden kaynaklanan dönme gerilimleridir. Dikkat edilirse, bir eksende endüklenen dönme geri limi, diğer eksenin akı bileşeni ile açısal hızın çarpımından elde edil mektedir. Senkron hızda dönen refe rans eksenlerinin, wr hızında dönen rotora göre hızı we wr olduğundan, stator tarafına aktarılan rotor denk lemleri, (8) ve (9) denklemlerine ben

Sürekli hal çalışmasında, denklem

(12)'deki tüm türev terimleri sıfır olur

ve rotor hızı sabit bir değer alır. An

cak geçiş durumunda, Wr değişken

dir ve motorun mekanik denklemi

Te TL (2J/P) (dvVdt)

(13)

olur. Burada To elektromagnetik mo

ment, T|_ yük momenti, J yük ve mo

torun eşdeğer atalet momenti, P ise

kutup sayısıdır. Asenkron motorda

dönme momenti, hava aralığı akışı

ile rotor akısının etkileşimi sonucun da üretilir. Döner eksen sisteminde moment ifadesi

Te 3/2 (p/2) ( l ^ V d 8 IdsV^) d 4)

olur, (12), (13) ve (14) denklemleri asenkron motorun tüm elektromeka nik dinamiğini tanımlayan, beşinci dereceden nonlineer, bir modeli oluşturur. Eksen dönüşüm denklem leri ile birlikte bu model, motorun ge

Lİ, _s = L s_ L .m L",İ.r= L".r L"m

L,İs ="Ls Lm

L",İr =Lr Lm

(b) Şekil 3. SENKRON HIZDA dönen eksenlerdeki eşdeğer devre.

cici ve sürekli hal davranışının bilgi sayar üzerindeki simülasyonunda kullanılmıştır [1T]. Simülasyon so nuçları, modelin, motor dinamik dav ranışını uygun olarak yansıttığını göstermektedir [12].

DOLAY U ALAN Y ÖNLENDİRMELİ KONTROL

Stator akımının moment bileşeni ile akı bileşenini birbirlerinden dekuple edebilmek için, bu iki bileşeni, birbir lerine ortogonal olan d8 ve q° ek senleri üzerine yerleştirmek gerekir. Bu ancak dönüşüm denklemlerinde yer alan sinwet ve coswet birim vek törlerinin uygun seçimiyle mümkün olabilir. Uygulamada, birim vektörle rinin üretiliş biçimine göre dolaylı ve dolaysız alan yönlendirmesi olmak üzere, iki ayrı kontrol yöntemi kulla nılmaktadır [4] [6]. Dolaysız alan yönlendirmesinde birim vektörler, hava aralığında ölçülen, veya akım ve gerilim ölçümleri sonucunda tah min edilen akılar yardımıyla elde edilir [4]. Ancak düşük hızlarda, akı ların ölçümü ya da hesaplanması zorlaşmakta ve sinyallerin harmonflc gürültüleri sorunlara yol açabilmek tedir. Bu nedenle kimi uygulamalar da bu yöntem yerine dolaylı alan yönlendirme yöntemi tercih edilmek tedir. Bu makalede, tüm hız saha sında kullanılabilen ve makina termi nal koşullarından bağımsız olan, do laylı alan yönlendirmesinin ilçeleri

açıklanmaktadır. Şekil 3'deki eşde ğer devreden, stator akıları ile akım lar arasında

Vqs L mlqr + Lslqs

(15)

Vds " Lm|dr + Lslds

(16)

Vqr Lflgr + Lmlqs

(17)

Vdr Mdr + Lmlds

(18)

bağıntıları yazılabilir. Bu bağıntılar

arasında tqr ve l<jr rotor akımları yok

edilirse,

yqs (Lg Lm2/Lr)iqs+

Vds (Ls

L m 2 ^) ys + (U/Lr)

Vdr

(20)

elde edilir. (19) ve (20) denklemle rindeki yqs ve yds eşitlfclerini (14) denklemine yerleştirerek, stator akımları ve rotor akıları cinsinden bir moment denklemi elde edebiliriz.

T 8 ( 3 p L m/ 4 L r ) (lqs¥dr i

Asenkron motorun stator akımının moment ve akı bileş enlerinin birbir lerinden dekuple edilebilmesi için, (21) denklemi ile belirtilen moment eşitliğinin, doğru akım motorunun aşağıdaki moment eşitliğine benze tilmesi gerekir.

(22)

(22) denklemindeki Vf alan akısı yal nızca <f alan akımına bağımlıdır ve bu değer sabit tutulduğunda, Te mo menti, ia akımı ile doğrudan kontrol edilebilmektedir. Asenkron motorda bu özelliği elde edebilmek için (21)

denklemindeki yqr veya y ^r akıla rından birini sıfıra eşitleyip, rotor akı sını yalnız bir eksen üzerine yerleş tirmek yeterli olacaktır, örneğin, yr rotor akısını d» ekseni üzerine yerleştirdiğimizi varsayarsak, y r

V d r v e y o/ 0 °'ur Bu durumda (21) denklemi

Te

(23)

eşitliğine dönüşür. Bu eşitlikteki yr akısı ve i q s akımı, Doğru akım mo torunun moment denklemindeki yf akısı ve ia akımına benzemektedir. Sonuç olarak, stator akımının döner d e q e eksen sistemindeki akı ve mo ment bileşenleri, birbirlerinden de kuple olan, ids ve iqs akımlarına kar şı gelmektedir. Şekil 4'deki bu fazör ilişkiyi sağlayabilmek için, dolaylı alan yönlendirmesi yönteminde aşa ğıda açıklanan kontrol prensibi kulla nılmaktadır.

(17) ve (18) denklemleri kullanılarak (10) ve (11) rotor denklemlerindeki iqr ve idr rotor akımları yok edilebilir.

Elektriksel eksenler ee ^_» Mekanik eksenler

¥d '

V

Ş*kM4. DOLAYU VEKTÖR kontotû fazör dfymgnunı.

22 385 ELEKTRİK MÜHENDİSLİĞİ

Böylece:

dVqr/dt + (Rr/Lr)Vqr Rr'qs + ws I vdr 0

(Lm/Lr) (24)

dVdr/dt + ( R r / L r ) V d r (Lm/Lr)

Rr'ds + *s I Vqr 0

(25)

elde edilir. Burada w s| we wr kayma frekansıdır. Stator akımının moment ve akı bileşenlerini birbirle rinden dekuple edebilmek için (24) ve (25) denklemlerinde

ws|

qs>Vr

(26)

ve

(27)

elde edilir. (26) ve (27) eşitlikleri, do laylı alan yönlendirmesinde sağlan ması gereken koşullardır. Bu koşul lar sağlandığı takdirde, asenkron motorun bir doğru akım motoru gibi hassas ve hızlı kontrol edilmesi mümkün olacaktır. Bunun için, dönü şümlerde kullanılan sinwet ve cos w et birim vektörlerinin hesaplanma sında, (26) ve (27) koşulları esas alı nacaktır. (27) koşulu ve (13) denkle mindeki moment eşitliği dikkate alı narak; i (js ve iqS akımları ile W r rotor hızı arasındaki öbek şema modeli Şekil 5'de gösterilmiştir. Stator akı mının akı bileşeni ids. istenilen rotor akı düzeyine göre ayarlanıp bu de ğerde sabit tutulur. iqS ise, hız kont rol çevriminden elde edilir.

Dolaylı alan yönlendirmesinin kulla nıldığı bir hız kontrol uygulaması Şe kil 6'da görülmektedir, öbek şema

Dolaylı alan yönlendirmeli vektör kontrolün uygulamadaki en önemli avantajı, yalnızca bir sinyalinin ölçümüne gerek duyulmasıdır."

sında görüldüğü gibi, girişteki refe rans hız (wr*) ile ölçülen motor hızı (w r) arasındaki hata, bir denetleyici ve akım sınırlayıcıdan geçirilerek, lqS* akım komutu elde edilmektedir.

Rotor akısı yr önceden belirlenen sabit I<JS* değerini (2 7 ) denklemine yerleştirerek hesaplanır. Elde edilen

Vr ve lqS* değerleri (26) denklemine yerleştirilerek, VV^ kayma frekansı bulunur. Birim vektörlerinin elde edil mesinde kullanılan ee . w et açısı,

«e ( w sf + wr')t

(28)

eşitliği ile hesaplanır.

öbek şemanın eksen dönüşümleri kısmında; i ^ * ve i q s * akımları, (26) ve (27) koşullarını sağlayan birim vektörleri yardımı ile önce durağan ds qs eksen sistemine, daha sonra üç fazlı eksen sistemine dönüştürü lerek, i a* , i b* ve L/ akım komutları elde edilir. Bu üç fazlı akım komutla rı, darbe genişliği modülasyonlu (P W M ) bir evirgeçe uygulanarak mo torun vektör kontrollü olarak sürül mesi sağlanır.

Şekil 6'daki hız kontrol sisteminin Sİ M NON paket programı desteği ile yapılan sirkülasyonlarında, referans hızın basamak değişimine karşı, mo ment ve gerçek motor hızı tepkileri Şekil 7'de verilmiştir [14]. Sistemdeki asenkron motorun anma değerleri ve eşdeğer devre parametreleri:

Anma çıkış gücü

1 kW

Anma Hız Rs Rr Lg

171 Ödev. dak 0.49 ohm 0.45 ohm 0.0388 H

L,.

Un

atalet momenti

0.024 Nm S2/rad

sürtünme katsa. 0 . 0 0 3 6 Nm s/rad

Y ük momenti

5 Nm

Şekil 7'de, Referans hızın basamak artışının olduğu anda, Te momenti, atalet momentini karşılayabilmek için, % 1001ük ani bir artış göster mekte ve daha sonra, birinci derece den bir sistem gibi davranarak, 2 0 0 ms'de sürekli hal değerine ulaşmak tadır. Hız tepkisi, üstel olarak art makta ve 200ms de % 9'luk hata ile, yeni sürekli hal değerine ulaşmakta dır. Bu hata oranı, bir denetleyici yardımı ile azaltılabilir [11]. Bu so nuçlar, tipik bir doğru akım motoru nun geçiş tepki özelliklerine benze mekte ve dolaylı vektör kontrol yön teminin, servo uygulamalarında kul lanmaya uygun olduğunu göster mektedir^]

Şekil S. Dolaylı vektör kontrollü motor modelinin blok şeması

Dolaylı alan yönlendirmeli vektör kontrolün uygulamadaki en önemli avantajı, yalnızca bir sinyalinin ölçü müne gerek duyulmasıdır. Eksen dö

sınırlayıcı"

Lm

TR Il:

CO8 0

Birim vsetor Ur »tsci

DC

Hi z Sen o o r u

Şekil 6. DOLA YLI VECTOR kontrollü hız kontrol sistemi

çal Ki z ' U r ) , J~

KBB im

15 Monent(Ie)

10 \

B

I

8.8

1.2 1.4

B 8:8 İ 1İ2 1 4

(i0

Şek// 7. SİSTEMİN REFERANS hızının basamak artışına karşı (a), hız, (b) moment tepkisi.

nüşümleri ve dolaylı alan yönlendir me işlemleri bir mikrodenetleyici üze rinde gerçekleştirilebilir. Y öntemin uygulamadaki en büyük güçlüğü ise, çok sayıda işlemi içermesi ve bu iş lemlerin gerçek zamanda yapılma zorunluluğudur. Bu nedenle, uygula mada, DSP yongaları diye bilinen, hızlı sayısal işaret işleyicileri kullanı lır [13]. örneğin, Motor hızı kontrolü

uygulamalarına uygun olarak tasar lanan TM S3 2 0 C1 4 tipi bir DSP yon gasının bir işlem süresi nanosaniye ler mertebesinde olup, evirgecin anahtar elemanlarını tetiklemek için altı adet P W M çıkışı bulunmaktadır. Teorik ve simülasyon çalışmaları ta mamlanan bu projenin uygulaması, T M 3 2 0 C1 4 tipi bir DSP yongası üze rinde gerçekleştirilecektir [12].

Dolaylı alan yönlendirme yöntemi nin, uygulamada karşılaşılan önemli bir sorunu; kayma frekansının he saplandığı işlemlerin, parametrelere bağımlı olmasıdır, özellikle, rotor di rencinin sıcaklıkla ve deri etkisiyle değişmesi, kayma frekansının yanlış hesaplanmasına neden olmakta ve sonuçta, stator akımının moment ve akı bileşenlerinin dekuple olma özel liğini bozmaktadır. Bu durum moto run gerek sürekli, gerekse geçici hal davranışının bozulmasına neden ol maktadır. Parametrelerdeki değişi min sistem davranışı üzerindeki olumsuz etkileri üzerinde yapılan bir araştırma sonucunda:

i) Kayma faktörü ve akının sürekli hal değerlerinde hata olduğu, ii) Geçiş rejiminde, moment ve akı tepkilerinde ikinci dereceden salı nımlar olduğu gözlenmiştir [7]. Geçiş tepkisindeki bozulmaların, bir dış kontrol çevrimi eklenerek düzeltilebi leceği, ancak sürekli hal kayma fak töründeki hatanın, kayıpları artırdığı ve en büyük moment değerini azalt tığı belirtilmiştir.

Rotor direncindeki değişimin en bü yük etkisi kayma frekansı üzerinde gözlendiğinden, bu çalışmada, rotor direncinin üstel olarak artışı sırasın

24 385 ELEKTRİK MÜHENDİSLİĞİ

1.5 Rr(ofcn)

16 HsKrarf/s)

_

^

8.5

e

ıe

. fa; ROTOR DIRENCİNDEKf değişim (b) Kayma frekansında değişim.

da, kayma frekansının tepkisi göz lenmiştir.Şekil 8'de, on saniyelik bir sürede, rotor direncinin, üstel olarak % 100'lük artışı sonucunda, kayma frekansında %5.5'luk bir artış olmak tadır. Bu artış, daha önce bahsedildi ği gibi, dolaylı alan yönlendirmesi için gerekli olan (26) denklem indeki koşulu bozmakta ve dolayısı ile sis temin dekuple olma özelliğini yitirme sine yol açmaktadır. Bu nedenle, bu etkileri azaltmak için ek kontrol ön lemlerine gerek vardır [12].

CHAN, rotor direncini önceden tah min edilebilmek için, bir fonksiyon tü retmiş ve kayma faktörünün hesap lanmasında kullanılan rotor direnç değerini düzelterek, motor perfor mansını artırmıştır [8]. Ancak bu tür tahmin yöntemleri belirli varsayımlar altında geçerli olduğundan, özellikle sürekli hal davranışında hatalı so nuçlar verebilmektedir.

Rotor direncindeki değişimlerin ya vaş olduğu gözönüne alındığında, bu değişimlerin geçiş davranışını çok az etkileyeceği açıktır. Ancak bu çalışmada, sürekli halde oluşacak hataları azaltmak için, ölçülen rotor hızı ile stator frekansı arasındaki kayma frekansını q> ı ve iqs* değerle ri kullanılarak hesaplanan kayma fre

kansı ile karşılaştıracak ve aradaki hatayı düzeltecek bir denetleyici ta sarlanmaktadır [12]

SONUÇLAR

Asenkron motorların yakın bir gele cekte; çelik haddehaneleri, kağıt en düstrisi, duyarlı tezgah kontrolü gibi, hızlı ve kararlı tepki gerektiren uygu lamalarda, doğru akım motorlarının yerini alacağı konusu gündemdedir. Bu değişime olanak sağlayacak vek tör alan yönteminin temel ilkeleri ve uygulama özellikleri tanıtılmış ve so runları tartışılmıştır. Yurtdışındaki kullanımının giderek yaygınlaştığı bu sistemin ülkemizde de tasarlanabile ceği ve geliştirilebileceği açıktır. Ge lecekte, çoğu konuda olduğu gibi, bu konuda da yurtdışına bağımlı olma mak için, endüstriyel elektronik ko nusunda araştırma yapan mühendis lerin, fazla gecikmeden, bu ve ben zeri konularda araştırmalara yönlen melerini önermekteyiz, özellikle hızlı mikroişlemcilerin ve DSP yongaları nın yurdumuzda da yaygın olarak kullanılmaya başlandığı bir dönem de, taklitçilikten sakınıp, yeni tekno lojilerle bezenmiş, özgün tasarımlar yapabilmek için çaba harcamalıyız.

KAY NAKLAR

1) B. K. Bose, Power Electronics and AC Drives. Englevvood Cliffs: Pren tice Hail, s. 45 52 ve 264 276.

2) P. Vas, Vector Control of AC Mac hines, Oxford: Clarendon Press, 1990

3) B.K. Bose, Technology Trends in Microcomputer Control of Electrical Machines", İEEE Trans. Ind. Elect ronics, Vol. 35, No1, Feb. 1989.

4) F. Blaschke, The Prirtciple of Fiold Orientation as applied to the New TRANSVECTOR Closed Loop Control System fo Rotating Field Machines", Siemens Review, Vol. 34, pp. 217 220 May 1972.

5) R. Gabrlel, W. Leonhard, C. J. Nordby, "Field Oıiented Control of a Standard AC Motor Using Mic roprocessors", IEEE Trans. Ind. Appl.. vol. IA 16, pp. 186 192, Mar. /apr. 1980

6) M. Koyama, etal, "Microprocessor Based Vector Control System tor Induction Motor Drives with Rotor Time Constant Identification Cons tant". IEEE Trans. Ind. App1., Vol. IA 22. No.3, May/June 1986.

7) K.B. Nordin, et al, The Influence of Motor Parameter Deviations in Feedforward Field Orientation Dri ve Systems", IEEE Trans. Ind. App1., Vol. IA 21, No.4, July / Aug 1985.

8) C.C.Chan, H. Wang, "An Effective Method for Rotor Resistanoa Iden tification for High Performance In duction Motor Vector Control", IEE E Trans. Electronics, Vol. 37, No.6, pp.477 482, Dec. 1990.

9) N.N. Hancock,Matrix Analysis of Electrical Machinery. Pergamon Press, 1974.

10) B. Adkins, R.G. Hariey, The Gene ral Theory of Altemating Current Machines, London: Chapman and Hail.

11) E. Narlı, N.S. Bayındır, T. Oranç, •Dolaylı Alan Yönlendirmeli Bi Asenkron Motor Hız Kontrol Siste mi SimOlasyonu", Elektrik Mühen disliği IV.Uusal Kongresi, s. 1 4, Eylül 1991

12) E. Narlı, "Indirect Vector Control of Induction Machines", MScThesis, Dokuz Eylül Univ., 1991

13) Digital Signal Processing Applicati ons whh the TMS320 Family, Te xas Instruments, 1986.

14) H. Elmqvist, et al., SIMNON Ver sion 3.0, Usefs Guide for MS DOS Computers, SSPA Systems, 1990.