กฤษ เฉยไสย วิชัย ประเสริฐเจริญสุข ...
description
Transcript of กฤษ เฉยไสย วิชัย ประเสริฐเจริญสุข ...
เทคนิ�คการตรวจจ�บความเร�วของอ�นิดั�กชั่��นิมอเตอร�โดัยใชั่�ค�าอ�มพี�แดันิซ์�
ของโรเตอร�
Speed Sensorless techniq ue of Induction Motor Cont rol Using Rotor Impedanc
eกฤษ เฉยไสย ว�ชั่�ย ประเสร�ฐเจร�ญส*ข อ�งคณา เจร�ญม�
ภาคว�ชั่าว�ศวกรรมไฟฟ/า คณะว�ศวกรรมศาสตร� มหาว�ทยาลั�ยขอนิแก�นิ
บทค�ดัย�อ• ในบทความน�ได้�พั�ฒนา เทคน�คการตรวจั�บความเร�วของ
มอเตอร�เหน�ยวน าโด้ยใช้�ค#าอ�มพัแด้นซ์�ของโรเตอร� หลั�กการในการตรวจัจั�บความเร�วค'อ ป้)อนแรงด้�นความถี่�สู,งให�ก�บมอเตอร� แลั�วว�ด้ค#ากระแสูความถี่�สู,ง มาเพั'�อค านวณหาค#าอ�มพัแด้นซ์� โด้ยท�ค#าอ�มพัแด้นซ์�ท�ว�ด้ได้�จัะข/�นอย,#ก�บต าแหน#งของโรเตอร� ซ์/�งท�ผิ�วของโรเตอร�ต�ด้แผิ#นอลั,ม�เนยมบางๆไว� เพั'�อท าให�ค#าอ�มพัแด้นซ์�เป้ลั�ยนไป้ตามต าแหน#ง(ม2ม)ของโรเตอร� ในขณะท�โรเตอร�หม2นอ�มพัแด้นซ์�เป้ลั�ยนแป้ลังตามการหม2นของโรเตอร� ซ์/�งจัะมผิลัต#อการไหลัของกระแสูสูเตเตอร� ผิลัการทด้สูอบก�บมอเตอร� 2 แรงม�า เม'�อน าค#ากระแสูสูเตเตอร� มาผิ#านวงจัรกรองความถี่�ต �า ท าให�ทราบความเร�วของโรเตอร� ต��งแต#มอเตอร�เร��มหม2นจันถี่/งช้#วงความเร�วสู,งสู2ด้ได้�
• ค าสู าค�ญ : อ�นด้�กช้��นมอเตอร�, ต�วตรวจัว�ด้ความเร�ว, วงจัรกรองความถี่�ต �า
AC motorDrive
InductionMotor
Load SpeedSensors
ControllerSpeedControl input
ร,ป้ท� 1 แสูด้งหลั�กการควบค2มอ�นด้�กช้��นมอเตอร�
1. บทนิ2า
• ร,ป้ท� 2 การน าแผิ#นอลั,ม�เนยมบางต�ด้ท�แกนโรเตอร�
r2
r1r2 r1>
โรเตอร�
แผิ#นอลั,ม�เนยมบาง
2. หลั�กการ
i
r1
r2
irms
(a)
(b)
(c)
T
Tr 2
1
ร,ป้ท� 3 (a) การป้)อนสูนามแม#เหลั�กความถี่�สู,งให�ก�บอ�นด้�กช้��นมอเตอร�ขนาด้ 2 poles (b) ขณะท�โรเตอร�จัะหม2นท าให�สูนามแม#เหลั�ก ( )เป้ลั�ยนแป้ลังตามการหม2นของโรเตอร� (c) ร,ป้คลั'�นของกระแสูสูเตเตอร� (irms)
N
V
W
U
LCRmeter
ร,ป้ท� 4 การใช้� LLL L LLLL ว�ด้ค#า อ�มพัแด้นซ์� ของมอเตอร�
ตารางท� 1 แสูด้งขนาด้ของแผิ#นอลั,ม�เนยมการต�ด้แผิ#นอลั,ม�เนยมใสู#แกน
โรเตอร� ต�ด้ 1/2 รอบ ต�ด้ 1/3 รอบ ต�ด้ 1/4 รอบ ต�ด้ 1/6 รอบ ต�ด้ 1/9 รอบ
3. ผลัของขนิาดัของการต�ดัแผ�นิอลั4ม�เนิ�ยมท��ม�ต�อ
Impedance
ร,ป้ท� 5 การพั�นแผิ#นอลั,ม�เนยมต�ด้ก�บแกนโรเตอร�
ร,ป้ท� 6 ค#าอ�มพัแด้นซ์� ท�ว�ด้ข��ว -U N เม'�อต�ด้แผิ#นอลั,ม�เนยมใสู#แกนโรเตอร�ตามขนาด้ท��ง 6 ค#า
FunctionGenerator
LPF
500Hz,65Vdc
50Hz
Amplifier Motor Drive
Motor testuvw
R 1
Oscilloscope
4. การทดัลัอง
4.1 วงจรท��ใชั่�ทดัลัอง
ร,ป้ท� 7 วงจัรท�ใช้�ทด้ลัอง
=5 0 Hz
Passband gain(Ho) = (1+R4
/R3
)(1+R
4/R3
) = 2
ร,ป้ท�8 วงจัร Low pass Filter ท�ใช้�ในการทด้ลัอง
15v
-15v
15v
-15v
CC
R1 R2
C1
R3 R4
R4'R3'
R1' R2'
C1
VoutVin
+
-
+
-
Corner frequency (fc) =
21
CCRR1
21
CCRR1
1'2
'1121
กระแสูไหลัผิ#าน R มค#า3925 mArms
ร,ป้ท� 9 ร,ป้สู�ญญาณขนาด้ของกระแสูขณะมอเตอร�อย,#ท�ม2ม 45 องศา
4.2 ผลัการทดัลัอง4.2.1 ผิลัของกระแสู เม'�อม2มเป้ลั�ยนแลัะแรงด้�นอ�นพั2ทเป้7นร,ป้คลั'�น sine wave
กระแสูไหลัผิ#าน R มค#า3699. mArms
ร,ป้ท� 10 ร,ป้สู�ญญาณขนาด้ของกระแสูขณะมอเตอร�อย,#ท�ม2ม 135 องศา
T
ร,ป้ท� 11 สู�ญญาณกระแสูขณะท�มอเตอร�หม2นด้�วยความเร�วรอบ 625
r pm
กระแสูไหลัผิ#าน R มค#า40 mArms
กระแสูท�ผิ#านวงจัร LPF มค#า5978. mArms
ร,ป้ท� 12 สู�ญญาณกระแสูท�ขณะท�มอเตอร�หม2นด้�วยความเร�ว1500 r pm
กระแสูท�ผิ#านวงจัร LPF มค#า2015. mArms
กระแสูไหลัผิ#าน R มค#า 3988. mArms
T
• ในร,ป้ท� 11 กระแสูท�ผิ#านวงจัร LPF มค#า 5978.mArms คาบเวลัา T = 4 8 mSec หาความเร�วรอบได้�จัาก r = 1/(24810-3 10) =
416 รอบต#อว�นาท ค�ด้เป้7น 625 รอบต#อนาท
• ร,ป้ท� 1 2 กระแสูท�ผิ#านวงจัร LPF มค#า 2015.mArms คาบเวลัา T = 20 mSec หาความเร�วรอบได้�จัาก r = 1/(220 - 103 25) =รอบต#อว�นาท ค�ด้เป้7น 1500 รอบต#อนาท
422. . ผิลัของกระแสู เม'�อม2มเป้ลั�ยนแลัะแรงด้�นอ�นพั2ทเป้7น ร,ป้คลั'�น square wave
กระแสูไหลัผิ#าน R มค#า 4625. mArms
ร,ป้ท� 13 ร,ป้สู�ญญาณขนาด้ของกระแสูขณะมอเตอร�อย,#ท�ม2ม45 องศา
กระแสูไหลัผิ#าน R มค#า 4427. mArms
ร,ป้ท� 1 4 ร,ป้สู�ญญาณขนาด้ของกระแสูขณะมอเตอร�อย,#ท�ม2ม 135 องศา
กระแสูไหลัผิ#าน R มค#า 4604. mArms
กระแสูท�ผิ#านวงจัร LPF มค#า 6864. mArms
T
ร,ป้ท� 1 5 กระแสูท�ว�ด้ได้�ขณะท�มอเตอร�หม2นด้�วยความเร�วรอบ 600 r pm
กระแสูไหลัผิ#าน R มค#า 4924. mArms
กระแสูท�ผิ#านวงจัร LPF มค#า 1769. mArms
ร,ป้ท� 1 6 กระแสูท�ว�ด้ได้�ขณะท�มอเตอร�หม2นด้�วยความเร�วรอบ 1500 r pm
T
• ร,ป้ท� 1 5 กระแสูท�ผิ#านวงจัร LPF มค#า LLLLL 6864 คาบเวลัา LLLL =5 หาความ
เร�วรอบได้�จัาก L LLL12 50 - 103) 10 รอบต#อว�นาท ค�ด้เป้7น 600 รอบต#อนาท
• ร,ป้ท� 1 6 กระแสูท�ผิ#านวงจัร LPF มค#า 1769. mArms คาบเวลัา 20T = mSec
หาความเร�วรอบได้�จัาก 1 2r = /( 201- 03 25) = รอบต#อว�นาท ค�ด้เป้7น 1500
รอบต#อนาท
5. สร*ป• เม'�อป้)อนแรงด้�นความถี่�สู,งให�ก�บมอเตอร�ท�ต�ด้แผิ#นอลั,ม�
เนยม ขนาด้ 1/3 รอบของแกนโรเตอร� แลั�วว�ด้ค#ากระแสูความถี่�สู,ง เพั'�อค านวณหาค#าอ�มพัแด้นซ์� ในขณะท�โรเตอร�หม2นอ�มพัแด้นซ์�เป้ลั�ยนแป้ลังตามการหม2นของโรเตอร� ซ์/�งจัะมผิลัต#อการไหลัของกระแสูสูเตเตอร� ผิลัการทด้สูอบก�บมอเตอร� 2 แรงม�า เม'�อป้)อนความถี่�สู,งร,ป้ sine wave แลัะ
square waveให�ก�บมอเตอร� จัะเก�ด้การเป้ลั�ยนแป้ลังอ�มพัแด้นซ์�ท�ใกลั�เคยงก�น จัากน��นน าสู�ญญาณท�ออกจัากมอเตอร�มาผิ#านวงจัรกรองความถี่�ต �า จัะท าให�ทราบความเร�วของโรเตอร� ต��งแต#มอเตอร�เร��มหม2นจันถี่/งช้#วงความเร�วสู,งสู2ด้ได้�
เอกสารอ�างอ�ง• 1[ ] H. Kubota, K. Matsuse, “ Speed sensorless field
oriented control of induction machines using flux observer ” ,
- 1994 1611. Pages: 1615 3vol.
• [2] . , . , . , . ,W Huangang Z Xiaoping X Wenli and Y Geng “The - speed sensorless control of induction motors at
zero frequency” - ICEMS, 2 0 0 1 . Pages:1 1 9 5 1 1 9 8 vol.2
• - [] . . , . , “ Speed sensorless induction machine control for zero speed and frequency ,” IEEE,
- 2002 400 405 1. Pages: vol.
ขอจบการนิ2าเสนิอเพี�ยงเท�านิ�6ขอบค*ณท*กท�านิ