Büyük güçlü senkron motorların vektör kontrolü için yeni bir yöntem
A new method for vector control of high power synchronous motors
Yazar: AHMET ORHAN
Danışman: YRD. DOÇ. DR. FİKRET ATA
Fırat Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / Elektrik-Elektronik Mühendisliği Ana Bilim Dalı
Derece: Doktora, 1999
Konu: Elektrik ve Elektronik Mühendisliği = Electrical and Electronics Engineering
Dizin: Bilgisayar destekli benzetim = Computer aided simulation ; Motorlar = Motors ; Senkron motorlar = Synchronous motors ; Vektör denetimi = Vector control

Özet:
Ill ÖZET Doktora Tezi BÜYÜK GÜÇLÜ SENKRON MOTORLARIN VEKTÖR KONTROLÜ İÇİN YENİ BİR YÖNTEM Ahmet ORHAN Fırat Üniversitesi Fen Bilimleri Enstitüsü Elektrik-Elektronik Mühendisliği Anabilim Dalı 1999 -Sayfa: 101 Alternatif akım motorlarının kontrolünde, doğru akım motorlarının performansının yakalanması hedeflenir. Bu performansın yakalanması, maliyetle doğru orantılıdır. Alternatif motorların kontrolünü, genel olarak, skalar ve vektörel kontrol yöntemleri adı altında toplamak mümkündür. Skalar kontrol yöntemleri, ucuz olmalarına rağmen, bir doğru akım motorunun performansını sağlayamazlar. Bu yüzden, doğru akım motorlarının performansını sağlayamazlar. Bu yüzden, doğru akım motorlarının performansına yakın, yüksek performanslı sürücülerde, vektör kontrolü uygulamalarına gerek duyulur. Asenkron motorların evirgeçleri, bir sinüs dalgası elde etmek için, karmaşık bir anahtarlama yöntemi gerektirir. Vektör kontrolde ise, mikroişlemcilerin kapasitelerini zorlayan boyutta hesaplamalara gerek duyulur. Vektör kontrol uygulamalarında, senkron motor pahalı olmakla beraber, düşük maliyetli sürücüleriyle asenkron motor evirgeç kombinasyonundan daha caziptirler. Bu çalışmada, yüksek performanslı, değişken hızlı asenkron motor ve evirgeç maliyetine alternatif olabilecek yeni bir sürücü düzenek geliştirilmeye çalışılmıştır. Sürücü düzenekteki eleman maliyetini en aza indirecek kontrol yöntemi belirlenmiştir.IV Tezde, önce senkron motor kontrol yöntemlerine yönelik literatür araştırması yapılmıştır. Bu araştırma sonucunda, evirgeç beslemeli senkron motorlu sürücü düzeneklerdeki problemler ortaya konulmuş, doğru akım ve asenkron motorlu sürücü düzeneklerle, senkron motorlu sürücü düzenekler karşılaştırılmıştır. Rotordaki çıkıklık ve sönüm sargı etkileri detaylı olarak incelenmiştir. Şimdiye kadar incelenmemiş olan self (kendinden) komutasyonlu, akım kaynağı evirgecinden beslenen senkron motorun birim güç faktörü kontrolü incelenmiştir. Bu incelemeler yapılırken önce, senkron motorun d-q eksen takımındaki matematiksel modeli kurulmuş, bu modele ait benzetim programı hazırlanmıştır. Çalışmada, maliyet üzerindeki büyük olan kompanzasyon kondansatörünün büyüklüğünü belirlemeye yarayan bir algoritma ortaya konulmuştur. Kompanzasyonlu akım kaynağı evirgeci (KAKE) de denilen evirgeç sistemi ve senkron motorun matematiksel modeli kurulmuş, benzetim programı hazırlanmıştır. Sürücü düzenekte karşılaşılan problemler ve problemlere çözüm yöntemleri verilmiştir. Son olarak, KAKE beslemeli senkron motorun birim güç faktörü vektör kontrolü incelenmiştir. Birim güç faktörü kontrolünün kondansatör büyüklüğüne etkisi belirlenmiştir. Bu çalışmadan elde edilen sonuçların, yüksek performanslı, değişken hızlı sürücü düzenekler için senkron motor açısından yeni bir bakış açısı sağlayacağı ümit edilmektedir. ANAHTAR KELİMELER: Senkron Motor, Senkron Motor Vektör Kontrolü, Senkron Motorun Alan Yönlendirme Kontrolü.

Abstract:
SUMMARY Ph. D. Thesis A NEW METHOD FOR VECTOR CONTROL OF HIGH POWER SYNCHRONOUS MOTORS Ahmet ORHAN Firat University Graduate School of Natural and Applied Science Department of Electrical and electronics Engineering 1999 -Page: 101 In the control of an AC motor the aim is to obtain the performance of DC motor. To achieve this goal increases the cost. It is generally possible to classify the control methods as scalar and vector control methods. Although scalar control methods are cheaper, they cannot provide the performance of a DC motor. Therefore, it has become unavoidable to use the vector control method in a system where the performance of a DC motor is desired. The inverters to drive induction motor require a complex switching system to obtain a sine wave form. However in vector control it is necessary to do calculations which force the capacity of microprocessor. In vector control applications, synchronous motors can be more attractive than the combinations of motor inverter drives even though they are expensive, due to their economy in service. In this study, a comprehensive literature research has been done about synchronous motor control methods. As a result of this research, the problems on drive systems with synchronous motors by inverter fed are defined. Direct current motors, induction motors and synchronous motor drives were compared. The dampers and silency effects of rotor on motor were investigated in detail. The unity power factor control of the synchronous motor fed by self-commutaded current source inverter was investigated. During this investigation, the mathematical modelVI of synchronous motor in rotor reference frame was established. The simulation program of this model was also prepared. In this study, an alghoritm was presented. The alghoritm determines the magnitude of the compensation capacitor which shows large effects on the cost. The mathematical model of the synchronous motor and inverter system, which is also called compensated current source converter, was presented. The problems on the drive and solutions of these problems were presented. Finally, the unity power factor vector control of the synchronous motor fed by compensated current source inverter (CCSI) was studied. The effect of the control of the unity power factor on the capacitor size was determined. It is hoped that the results from this study provide a new point of view for synchronous motors with high performance and variable speed drive. KEY WORDS: Synchronous motor, vector control of synchronous motor, field oriented control of synchronous motor.