Σύγχρονες Τεχνικές Ελέγχου Ασύγχρονων Κινητήρων μέσω Αντιστροφέα

Abstract

Στην παρούσα διπλωματική εργασία γίνεται ανάλυση των συστημάτων ελέγχου των ηλεκτρικών μηχανών και ειδικότερα στην εφαρμογή τους στους ασύγχρονους (επαγωγικούς) κινητήρες. Σε πρώτο στάδιο, εξετάζεται η δομή της επαγωγικής μηχανής και μελετάται σε βάθος το μαθηματικό της μοντέλο, ώστε να χρησιμοποιηθεί στη συνέχεια για τον έλεγχο της. Έπειτα, παρουσιάζεται μία από τις σημαντικότερες διατάξεις ηλεκτρονικών ισχύος, ο τριφασικός αντιστροφέας. Ο τριφασικός αντιστροφέας χρησιμοποιείται κατά κόρον σε διατάξεις ελέγχου ηλεκτρικών μηχανών, εφόσον παρέχει τη δυνατότητα χειρισμού της τάσης που θα έχει ως είσοδο η μηχανή. Στη συνέχεια, γίνεται η ανάλυση των βασικότερων στρατηγικών ελέγχου, αυτή του ελέγχου με προσανατολισμένο δρομέα (Field Oriented Control – FOC) και αυτή του άμεσου ελέγχου ροπής και ροής (Direct Torque Control – DTC). Εξετάζεται η φιλοσοφία πίσω από αυτές τις δύο στρατηγικές ελέγχου και παράλληλα γίνεται η μαθηματική τους ανάλυση σε σχέση με τη μηχανή επαγωγής. Επίσης, γίνεται η δημιουργία με τη χρήση του Matlab – Simulink των δύο προσομοιώσεων ελέγχου με στόχο τον έλεγχο της ασύγχρονης μηχανής του εργαστηρίου Ηλεκτρικών Μηχανών και Ηλεκτρονικών Ισχύος του Εθνικού Μετσόβιου Πολυτεχνείου. Τέλος, γίνεται η σύγκριση των δύο ελέγχων σε τέσσερα στάδια, το θεωρητικό, το μεταβατικό, της μόνιμης κατάστασης και σε αυτό της ευαισθησίας των παραμέτρων που μετρούνται.