پایان نامه کنترل گشتاور موتور القایی تغذیه با سلول فتوولتائیک

پایان نامه کنترل مستقیم گشتاور موتور القایی تغذیه شده بوسیله سلول فتوولتائیک

چکیده 

در این پروژه سرعت یک موتور القایی با استفاده از روش کنترل مستقیم گشتاور (DTC) کنترل شده، که تغذیه اینورتر آن مستقیما از سلول های فتوولتائیک تامین شده است. همچنین در ادامه به منظور بهبود پاسخ گشتاور و کاهش خطای سرعت از منطق فازی برای طراحی کنترلر سرعت مورد نیاز در کنترل مستقیم گشتاور، بهره گرفته ایم. روش کنترل مستقیم گشتاور دارای پاسخ گشتاور بسیار سریع بوده و در مقابل تغییرات بار ناگهانی بسیار مقاوم عمل می کند، به همین دلیل این روش انتخاب گردیده است. از طرفی با توجه به توسعه سلول های فتوولتائیک به عنوان یک منبع انرژی نو و پاک، استفاده از آن ها مدنظر قرار گرفته است. همچنین با توجه به توانایی منطق فازی در حل مسائل پیچیده و نادقیق، و به منظور بهبود عملکرد کنترل سرعت موتور القایی از منطق فازی نیز برای طراحی کنترلر سرعت استفاده شده است. نتایج برای بارها و سرعت های مختلف بررسی گردیده و بهبود قابل ملاحظه ای را در پاسخ گشتاور و کاهش خطای سرعت نشان می دهند. همچنین اثر شدت نور و دما در عملکرد سلول های فتوولتائیک تغذیه کننده اینورتر موتور القایی، نیز بررسی شده است.

مقدمه 

موتور القایی به دلیل ساختار ساده و هزینه تعمیرات و نگهداری بسیار کم، یکی از پرکاربردترین محرکه های الکتریکی در صنعت می باشد. کنترل سرعت و گشتاور جزء مباحث لاینفک موتورهای القایی محسوب می شود. یکی از این روش های کنترل سرعت، کنترل مستقیم گشتاور بوده که دارای پاسخ گشتاور بسیار سریعی می باشد و همچنین در برابر تغییرات بار ناگهانی نیز مقاوم است. در کنترل مستقیم گشتاور از یک اینورتر استفاده می شود که به وسیله یک منبع DC تغذیه می شود. در گذشته تماماً این منابع DC از طریق باتری یا یکسو کردن ولتاژ AC حاصل می شد. در این پروژه از یک آرایه فتوولتائیک به عنوان منبع DC تغذیه کننده اینورتر استفاده شده است، و تاثیر شدت نور و دما بر عملکرد سیستم کنترلی بررسی گردیده است. نتایج این تحقیق نشان می دهد با پیشرفت تکنولوژی سلول های فتوولتائیک و تولید توان های بالا می تواند برای راه اندازی و کنترل موتور القایی بدون نیاز به برق متناوب مفید باشد. باید توجه داشت در این پروژه آرایه فتوولتائیک به همراه یک کنترلر برای ردیابی حداکثر توان (MPPT) استفاده شده است. شایان ذکر است در عمل معمولاً یک باطری برای تامین جریان راه اندازی موتور به کار گرفته می شود. 

همچنین در کنترل مستقیم گشتاور عموماً از یک کنترلر PI برای کنترل سرعت استفاده می شود. در کنترلر PI افزایش و کاهش سرعت فرمان باید به صورت شیب به سیستم اعمال شود تا پاسخ بهترین داشته باشیم. در این پروژه از یک کنترلر فازی برای بهبود کنترل سرعت استفاده شده است.

کنترلر فازی خطای سرعت را، در تغییرات ناگهانی سرعت مرجع بهبود بخشیده است. همچنین پاسخ گشتاور نیز سریعتر شده است. خطای سرعت و پاسخ گشتاور در سرعت ها و بارهای مختلف برای مقایسه دو کنترلر آورده شده اند. 

در فصل اول روش کنترل مستقیم گشتاور توضیح داده شده است. فصل دوم سلول های فتوولتائیک را شرح می دهد. در فصل سوم منطق فازی بیان گردیده و فصل آخر نیز به ارائه نتایج شبیه سازی می پردازد.