Rotor alan yönlendirmesi ile asenkron motorun kontrolü
Asynchronous motor control with rotor field orientation
Yazar: SEYİT YETİM
Danışman: YRD. DOÇ. DR. İSMAİL TEMİZ
Marmara Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / Elektrik Eğitimi Ana Bilim Dalı
Derece: Yüksek Lisans, 2000
Konu: Elektrik ve Elektronik Mühendisliği = Electrical and Electronics Engineering
Dizin: Alan yönlendirme = Field orientation ; Asenkron motorlar = Induction motors ; Motorlar = Motors

Özet:
Asenkron motorlar kolay üretilmeleri, az bakım gerektirmeleri, yüksek verimlilikleri ve maliyetlerinin düşüklüğü gibi nedenlerle endüstride en çok tercih edilen motor türüdür. Fakat tüm bu avantajlarına rağmen kontrolleri, yapılarından kaynaklanan özellikleri nedeni ile doğru akım motorlarına göre zordur. Mikroişlemci ve yan iletken teknolojisindeki gelişmeler asenkron motor kontrolünü doğru akım motorlarıyla kıyaslanabilir düzeye getirmiştir. Günümüzde asenkron motorlar skaler yöntem adı verilen, stator gerilimi genliğinin frekansa oranının sabit tutulması ile kontrol edilmektedir. Ancak bu yöntemde, geçici hal süresinin uzun olması nedeniyle doğru akım motoru davranışına yaklaşılamamaktadır. Özellikle hızlı yanıt istenen sistemlerde serbest uyartımlı doğru akım motorları tercih edilmektedir. Bu çalışmada, rotor alan yönlendirme yöntemi ile asenkron motor kontrol edildiğinde geçici hal süresinin kısalacağı ve serbest uyartımlı doğru akım motoruna benzer bir kontrol yapılabileceği açıklanacak, yöntemin uygulanabilirliği incelenecektir. Çalışma altı bölümden oluşmaktadır. İlk olarak, kontrolü yapılacak makinanın yapısı, çalışma prensibi ve moment davranışı incelenmiş, eşdeğer devre parametreleri elde edilmiştir. Daha sonra bu parametrelerin kullanımı ve asenkron makina derıklemlerinin uzay fazörleri ile eksen takımlarında ifade edilmesi ile makinanın matematiksel modeli çıkartılmıştır. Buna bağlı olarak rotor alan yönlendirme yönteminde kullanılan eksen takımı tanımlanmış, makina denklemleri bu eksen takımında elde edilmiş ve yöntemin gerçekleşmesi açıklanmıştır. Bununla birlikte vektör kontrolünün diğer iki yöntemi olan stator ve mıknatıslanma alam yönlendirmeli kontroller incelenmiştir. Ayrıca bir bölüm içerisinde rotor alan yönlendirme yöntenıinin uygulanışına etki eden doyma ve evirici ölü zamanı etkileri açıklanmıştır. Son olarak da kafesli asenkron motorun sayısal simülasyomı yapılmış, motorun boşta ve yükte çalışma durumları ile rotor alan yönlendirme yapılmış durumdaki davranışı incelenmiştir.

Abstract:
The asynchronous machines are commonly preferred in industry' with their rare maintenances, high productivities and low prices. But despite these advantages their controls are more difficult than d.c. machines. Developments in microprocessor and semiconductor technologies made the control of asynchronous motor easier. Nowadays asynchronous motors are controlled by scalar control method which keeps the ratio fixed between stator voltage and frequency. But in this method steady state timing is longer than the d.c. motors. For that reason free exciting d.c. motors are used in high response time systems. In this study the shorting of steady state timing is examined with using of rotor field orientation method as d.c motor control and applicability is examined. This study consist of six chapter. In first chapter asynchronous machines construction, principle of working and torque behaviour is examined, equal circuit parameters are given. Mathematic model of machine is found out to explain asynchronous machine equations with space phasors in reference frame. And so reference frame that used in rotor field oriented method is explained, machine equations are arranged for this reference frame. The method is applied on the machines. Other two methods are examined stator field oriented control and magnetizing field oriented control. In one chapter the saturation and inverter dead time effects on rotor field oriented method is explained. In last chapter numeric simulation of squirrel cage asynchronous motor is done, unload and load work types behaviours are examined.