PIC mikrodenetleyici kullanılarak fırçasız DC motorun sensörsüz kontrolü
Sensorless control of a brushless DC motor by using PIC microcontroller
Yazar: HULUSİ KARACA
Danışman: Y.DOÇ.DR. RAMAZAN AKKAYA
Selçuk Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / Elektrik-Elektronik Mühendisliği Ana Bilim Dalı
Derece: Yüksek Lisans, 2004
Konu: Elektrik ve Elektronik Mühendisliği = Electrical and Electronics Engineering

Özet:
ÖZET Yüksek Lisans Tezi PIC Mikrodenetleyici Kullanılarak Fırçasız DC Motorun Sensörsüz Kontrolü Hulusi KARACA Selçuk Üniversitesi Fen Bilimleri Enstitüsü Elektrik-EIektronik Müh. Anabilim Dalı Danışman: Yrd. Doç. Dr. Ramazan AKKAYA 2004, 83 sayfa Jüri: Doç. Dr. Şirzad KAHRAMANLI Yrd. Doç. Dr. Ramazan AKKAYA Yrd. Doç. Dr. Salih GÜNEŞ Bu çalışmada, Sürekli Mıknatıslı Fırçasız DC Motorların sensörsüz kontrol teknikleri incelenerek motorların yapısı, çalışma prensipleri, çeşitleri, sürücüleri ve mıknatıslan hakkında geniş bilgi verilmiş ve zıt emk integrasyonu metodu kullanılarak bir fırçasız DC motorun sensörsüz kontrolü pratik olarak gerçekleştirilmiştir. Gerçekleştirilen sistemde, geri besleme için zıt emk integrasyonuna göre kontrol sinyalleri üreten ML4425 tümdevresi kullanılmıştır. Ayrıca motor hızının sürekli durum hatasını sıfırlamak ve daha hızlı cevap süresi elde etmek için PIC16F877 mikrodenetleyicisi kullanılarak sisteme bir oransal- integral (PI) dış kontrol çevrimi ilave edilmiştir. ML4425 tümdevresi, inverteri kontrol etmek için zıt emk gerilimlerine göre rotor pozisyonuna uygun anahtarlama sinyalleri ve hız geri beslemesi olarak kullanılmak üzere de frekansı, motor hızıyla orantılı kare dalga bir sinyal üretmektedir. Frekansı hız ile orantılı sinyalden motorun gerçek hızı hesaplanmıştır. Gerçek hız ile referans hız arasındaki hata sinyalinin, sayısal bir PI kontrol algoritmasından geçirilmesiyle elde edilen çıkış sinyali, ML4425 tümdevresinin kontrol ucuna uygulanmıştır. Sistemin maliyetini ve kullanılan eleman sayısını düşürmek için üç fazlı inverter devresinde üst anahtar olarak P kanallı MOSFET'ler tercih edilmiştir. Böylece ilave MOSFET sürme elemanlarının kullanılmasına gerek kalmamıştır. Anahtar Kelimeler: Fırçasız DC motor, sensörsüz kontrol, zıt emk, inverter, PIC mikrodenetleyici, PI kontrol.

Abstract:
ABSTRACT Master Thesis Sensorless Control of a Brushless DC Motor by Using PIC Microcontroller Hulusi KARACA Selçuk University Graduate School of Natural and Applied Sciences Department of Electrical-Electronics Engineering Supervisor: Asst. Prof. Dr. Ramazan AKKAYA 2004, 83 Pages Jury: Assoc. Prof. Dr. Şirzad KAHRAMANLI Asst. Prof. Dr. Ramazan AKKAYA Asst. Prof. Dr. Salih GÜNEŞ Permanent Magnet Brushless DC (BLDC) Motors' sensorless control techniques have been investigated. A detailed review of BLDC motors' different constructions, operating principles, types, drives and magnet types is carried out and a BLDC motor's sensorless control has been practically implemented. In the realized system, ML4425 chip that generates control signals by using back-emf integration for feedback has been used. Also, in order to eliminate steady state error of motor speed and for better response time, a proportional-integral (PI) outer control loop has been added by means of PIC16F877 microcontroller. ML4425 chip generates switching signals for inverter control in compliance with rotor position based on back-emf voltages. Also, in order to be used as speed feedback, it produces frequency as a square wave signal proportional to motor speed. The output signal obtained by applying the error signal between actual speed and reference speed to a digital PI control algorithm is applied to ML4425 chip's control pin. In order to reduce system cost and component number, P channel MOSFETs are preferred as high-side switching elements in three-phase inverter circuit. Thus, the need of using additional MOSFET drive chips are eliminated. Key words: Brushless DC motor, sensorless control, back-emf, inverter, PIC microcontroller, PI control. 11