Rotor pozisyon tahmini ile sabit mıknatıslı senkron motorun algılayıcısız hız kontrolü
Permanent magnet synchronous motor sensorless speed control with rotor position estimation
Yazar: MOHAMED AHMED ALI MASAUD
Danışman: DR. ÖĞR. ÜYESİ FARUK ERKEN
Kastamonu Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / Malzeme Bilimi ve Mühendisliği Ana Bilim Dalı
Derece: Yüksek Lisans, 2020
Konu: Elektrik ve Elektronik Mühendisliği = Electrical and Electronics Engineering
Dizin: Optik algılayıcılar = Optical sensors ; Sürekli mıknatıslı senkron motorlar = Permanent magnet synchronous motors

Özet:
Sabit Mıknatıslı Senkron Motorun (SMSM) geleneksel kontrol yöntemleri, kontrolde gerekli olan konum ve hız bilgilerini almak için fiziksel algılayıcılar kullanır. Bu durum, sistemin toplam maliyetini arttırmakla beraber, enkoderler ve manyetik çözücüler gibi konum ve hız algılayıcılarından kaynaklanabilecek olası hata ve sorunlara da maruz kalınmasını sağlar. Olası hatalar algılayıcı kablolarında oluşabilecek Elektromanyetik Girişimler (EMI) üretme eğilimi ile kir, nem ve sıcaklık gibi fiziksel etkenlerden kaynaklanabilecek hatalardır. Algılayıcı kullanımı ayrıca, makinenin boyutunu oldukça arttırmaktadır. Algılayıcısız kontrolde, motorun kendisi bir algılayıcı görevi görür ve mekanik algılayıcı ihtiyacını ortadan kaldırır, bu da maliyetin düşmesine neden olur. Rotor konumunu belirlemede iki temel yöntem vardır. Bunlar; model tabanlı yöntemler ile çıkıntı tabanlı yöntemlerdir.
Bu tezde SMSM'nin konum ve hız algılayıcısız kontrolü incelenmiş, motorun algılayıcısız kontrolü için model tabanlı, Normalize edilmiş En Küçük Kareler Yöntemine (N-EKK) dayalı bir yöntem önerilmiştir. Yöntemde dq eksen gerilim denklemleri kullanılarak hız ve pozisyon tahmini yapılmıştır. Motorun Alan Yönlendirmeli Kontrol ile kontrolünün benzetimi Matlab/Simulink kullanılarak yapılmıştır. Uygulanan algılayıcısız kontrol yöntemi EKK tabanlı bir yöntem olduğundan, geniş hız aralıklarında başarı ile uygulanabilmektedir. Çalışmada, motorun farklı hız ve yük değerlerinde yöntemin başarısı benzetim çalışmalarıyla test edilmiş, yüksek doğruluklu sonuçlar alınmıştır.

Abstract:
Traditional control methods of the Permanent Magnet Synchronous Motor (PMSM) use physical sensors to take the position and speed information required in the control. This, not only increases the total cost of the system, but also provides exposure to potential errors and problems that may arise from position and speed sensors such as encoders and resolvers. Possible errors are the tendency to produce Electromagnetic Interference (EMI) that may occur on the sensor cables and errors that may be caused by physical factors such as dirt, moisture and temperature. The use of sensors also greatly increases the size of the machine. In sensorless control, the motor itself acts as a sensor and eliminates the need for a mechanical sensor, resulting in cost reduction. There are two basic methods to determine the rotor position. These are model-based methods and saliency-based methods.
In this thesis, the position and speed sensorless control of the PMSM is examined, and a model based, Normalized Least Mean Squares (N-LMS) method is proposed for the sensorless control of the motor. In the method, speed and position estimation was made by using dq axis voltage equations. The simulation of the control of the motor with Field Oriented Control was made by using Matlab / Simulink. Since the applied sensorless control method is an LMS-based method, it can be applied successfully in wide speed ranges. In the study, the success of the method at different speed and load of the motor was tested with simulation studies and high accuracy results were obtained.