Sabit mıknatıslı senkron motorun alan yönlendirmeli kontrolünün dsp üzerinde gerçekleştirilmesi

Abstract

Sabit mıknatıslı senkron motorlar (SMSM) yüksek verim ve enerji yoğunluğuna sahip olmaları sebebiyle endüstride yaygın olarak kullanılmaktadır. SMSM’lerin kontrolünde kullanılan alan yönlendirmeli kontrol (AYK) alternatif akım motorlarının bir doğru akım motoru gibi kontrol edilmesine imkân tanır. Bu tez çalışmasında bir SMSM’in sensörsüz AYK yöntemiyle kontrolü, Texas Instrument (TI) firmasının TMDSHVMTRINSPIN model motor kontrol kiti üzerinde gerçekleştirilmiştir. Motor kontrol kitinde TI C2000 serisi 32−bit, 90MHz bir TMS320F28069 Piccolo™ mikrodenetleyici yer almaktadır. Söz konusu mikrodenetleyici MATLAB/Simulink ortamında MATLAB kod üretici aracı kullanılarak programlanmıştır. Tez kapsamında, uygulanan sensörsüz AYK algoritması için oransal-integral (PI) ve bulanık mantık (BM) olmak üzere iki farklı hız kontrolör tasarlanmıştır. Tasarlanan PI ve BM kontrolörler, referans hız ve yükün adım girişlerine karşılık motorun hız ve moment adım cevapları ile test edilmiştir. Elde edilen sonuçlar üzerinde kontrolörlerin hedef hızı yakalama süreleri, kalıcı durum hataları, yük uygulandığında ve kaldırıldığında motor hızındaki değişimlere kontrolörlerin verdiği tepkiler incelenmiştir. Elde edilen sonuçlar, BM kontrolörün PI kontrolöre göre daha iyi performans gösterdiğini göstermiştir.

Permanent magnet synchronous motors (PMSM) are widely used in industry because of their high efficiency and energy density. The field oriented control (FOC) uses in the control of SMSMs allows alternating current motors to be controlled as a direct current motor. In this thesis, the control of an SMSM with sensorless FOC method was implemented in a motor control kit. The kit was TMDSHVMTRINSPIN model, and it was designed by Texas Instrument (TI) company. Also the kit included a TI C2000 series 32 − bit, 90MHz TMS320F28069 Piccolo ™ microcontroller. The microcontroller was programmed using MATLAB code generator tool in MATLAB / Simulink environment. In the thesis, two different speed controllers; i: proportional-integral (PI), and ii: fuzzy logic (FL), were designed for the sensorless FOC algorithm. The designed PI and FL controllers were tested with step responses of motor speed and tork for reference speed and load step inputs. On the obtained results, rise time, steady-state error, the response time of the controllers to the changes in motor speed when the load is applied and removed are examined. The obtained results were observed that the FL controller performed better than the PI controller.