Sürekli mıknatıslı senkron motorun alan yönlendirmeli kontrolü
Field oriented control of permanent magnet synchronous motor
Yazar: HÜSEYİN CEMRE YILMAZ
Danışman: DR. ÖĞR. ÜYESİ ESRA KANDEMİR BEŞER
Kocaeli Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / Elektrik Mühendisliği Ana Bilim Dalı
Derece: Yüksek Lisans, 2020
Konu: Elektrik ve Elektronik Mühendisliği = Electrical and Electronics Engineering

Özet:
Son dönemde elektrik makinaları alanında yapılan çalışmalar neticesinde popülerlik kazanan Sürekli Mıknatıslı Senkron Motorlar, günümüzde endüstriyel uygulamalardan son kullanıcı ürünlerine kadar geniş bir kullanım alanına sahiptir. Sürekli mıknatıslı senkron motorların uygun kontrolü ile endüstride sıklıkla karşılaşılan birçok uygulama, robotik sistemler, talaşlı imalatın temel yapı taşı haline gelmiş metal işleme tezgâhları vb. uygulamalarda, düşük hacimde yüksek performans elde etmek mümkün hale gelmiştir. Bunun yanı sıra yine endüstride karşılaşılan yüksek dinamizm ve/veya hassas pozisyon kontrolü gerektiren uygulamalarda da sıklıkla sürekli mıknatıslı senkron motorlar tercih edilmektedir. Literatürde, sürekli mıknatıslı senkron motorların yüksek performanslı kontrolünü sağlamak amacıyla geliştirilen birçok yöntem bulunmakla birlikte, bunlardan en çok öne çıkan iki tanesi Alan Yönlendirmeli Kontrol ve Doğrudan Moment Kontrolü teknikleridir. Alan yönlendirmeli kontrol tekniğinin pozisyon geri besleme elemanı ile birlikte uygulanması durumunda çoğu uygulamada ihtiyaç duyulan yüksek kalkış momenti, düşük devirlerde yüksek hız kararlılığı ve farklı hız referans değerlerine karşı dinamik tepki ihtiyaçlarını karşılayabilmesi bu tekniğin birçok endüstriyel hız kontrol cihazında da tercih edilmesine sebep olmuştur. Geliştirilen mikrodenetleyici tabanlı kontrol sistemi üzerinde alan yönlendirmeli kontrol tekniği uygulanarak, miline artımsal enkoder bağlı bir sürekli mıknatıslı senkron motorun hız kontrolü ve ayrıca moment kontrolü sağlanmıştır. Hız kontrol ve moment kontrol çalışma durumunda sistemin girilen referans değerlere karşı tepkisi ölçülmüştür. Yapılan ölçümler farklı kontrol parametreleri ile tekrarlanarak karşılaştırmalar yapılmıştır.

Abstract:
Permanent Magnet Synchronous Motors are getting popularity thanks to too many studies in the electric machinery field, and can be used in many applications from consumer products to industry.  It is possible to get high performance in small volumes with using proper permanent magnet synchronous motor control methods, in frequently encountered industry applications like robotic systems, metal processing workbenches which has become most important part of the machining processes. And also, permanent magnet synchronous motors are mostly preferred for such applications which need high dynamism and/or high precision position control in industry. Although there are many different techniques to control permanent magnet synchronous motors with high performance, in the literature Field Oriented Control and Direct Torque Control stand out. Field oriented control with position feedback sensor is able to provide high start-up torque, higher speed control accuracy at low speeds and dynamic response against to different speed set values, which are needed for most of applications, thus it is widely preferred in industrial variable speed drives. On a newly developed microcontroller based control system, field oriented control technique is applied to a permanent magnet synchronous motor equipped with an incremental encoder to control motor speed and torque. The response of motor against to different set points is measured while working in speed control and torque control modes. Measurements are repeated with different control parameters and the results are compared with each other.