Sürekli mıknatıslı senkron motorun vektör kontrolü
Vector control of permanent magnet synchronous motor
Yazar: HASAN ERDAL
Danışman: DR. ÖĞR. ÜYESİ MEHMET EMİN ASKER
Dicle Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / Elektrik-Elektronik Mühendisliği Ana Bilim Dalı
Derece: Yüksek Lisans, 2022
Konu: Elektrik ve Elektronik Mühendisliği = Electrical and Electronics Engineering
Dizin: Kesir dereceli sistemler = Fractional systems ; Sürekli mıknatıslı senkron motorlar = Permanent magnet synchronous motors ; Vektör denetimi = Vector control

Özet:
Bu tez çalışmasında, sürekli mıknatıslı senkron motorun vektör kontrolü için iki serbestlik dereceye sahip kesir dereceli oransal integral kontrolör yapısının kullanılması araştırılmıştır. Sürekli mıknatıslı senkron motorlarında vektör kontrol yöntemi alternatif akım motorunu serbest uyartımlı bir doğru akım motoru gibi modelleyerek kontrol etmektir. Alternatif akım motorları için genel olarak 3 çeşit kontrol yöntemi vardır. Skaler kontrol olan V/f kontrol, Vektör kontrol (Alan Yönlendirmeli Kontrol) ve Doğrudan moment kontrol yöntemleridir. V/f basit uygulamalarda kullanılan açık çevrim bir kontrol yöntemidir. Vektör kontrol ve Doğrudan moment kontrol yöntemleri ise yüksek performanslı gelişmiş kontrol yöntemleridir. AA motorlarından olan sürekli mıknatıslı senkron motorlar günümüz endüstri ihtiyaçlarına daha ziyade uyum sağladıklarından kullanımları giderek yaygınlaşmaktadır ve özellikle elektrikli araç, ev aletleri, hava ve su araçlarında sıklıkla kullanılan bir motor. Kullanımlarının yaygınlaşmasıyla birlikte son zamanlarda senkron motorlarla ilgili yapılan çalışmalar ve araştırmalar giderek artmıştır. Dijital işlemcilerin gelişmesiyle birlikte karmaşık yapıdaki bir takım kontrol yöntemleri teoriden uygulamaya dökülebilmiştir. Bu imkânlar doğrultusunda kesir dereceli kontrol yöntemleri de son zamanlarda sıklıkla kontrol yöntemlerindeki iyileştirme çalışmalarında klasik kontrol yöntemleriyle karşılaştırılıp motor kontrol algoritmalarında da karşılık bulmaktadır. Proseslerin işleyişinde kontrol yöntemiyle birlikte kontrol parametrelerinin ideal olması önem arz etmektedir. Kontrolör yapılarındaki yeniliklerle birlikte kontrol parametrelerinin ideal seçimlerinde optimizasyon yöntemleri; deneme yanılma yöntemine nazaran daha başarılı sonuçlar vermektedir. Bu bağlamda Çalışmada kullanılan iki serbestlik dereceye sahip kesir dereceli oransal integral kontrolör ve geleneksel oransal integral kontrolörün parametreleri Karınca Kolonisi Optimizasyonu algoritması ile belirlenmiştir. Simülasyon çalışmaları Matlab/Simulink ortamında gerçekleştirilmiştir. Elde edilen simülasyon sonuçlar incelendiğinde, önerilen iki serbestlik dereceye sahip kesir dereceli oransal integral kontrolörün sürekli mıknatıslı senkron motorun vektör kontrolünde geleneksel oransal integral kontrolöründen daha iyi performansa sahip olduğu görülmüştür.

Abstract:
In this thesis, the use of fractional degree proportional integral controller structure with two degrees of freedom for vector control of permanent magnet synchronous motor is investigated. Vector control method in permanent magnet synchronous motors is to control the alternating current motor by modeling it as a freely excited direct current motor. There are generally 3 types of control methods for alternating current motors. V/f control which is scalar control, Vector control (Field Oriented Control) and Direct torque control methods. V/f is an open loop control method used in simple applications. Vector control and Direct torque control methods are high performance advanced control methods. Permanent magnet synchronous motors, one of the AC motors, are becoming more and more common as they adapt to today's industry needs and are frequently used in electric vehicles, household appliances, air and water vehicles. With their widespread use, studies and researches on synchronous motors have recently increased. With the development of digital processors, a number of complex control methods have been put into practice from theory. In line with these possibilities, fractional control methods have recently been compared with classical control methods in improvement studies in control methods and found a response in motor control algorithms. In the operation of the processes, it is important that the control parameters are ideal together with the control method. Optimization methods in the ideal selection of control parameters with innovations in controller structures; It gives more successful results than the trial and error method. In this context, the parameters of the fractional degree proportional integral controller with two degrees of freedom and the conventional proportional integral controller used in the study were determined by the Ant Colony Optimization algorithm. Simulation studies were carried out in Matlab-Simulink environment. When the simulation results are examined, it is seen that the proposed fractional degree of proportional integral controller with two degrees of freedom outperforms the conventional proportional integral controller in the vector control of the permanent magnet synchronous motor.