Wykorzystanie analizy polowo-obwodowej i rozbudowanego dwufazowego modelu matematycznego silnika synchronicznego z magnesami zagnieżdżonymi w procesie syntezy predykcyjnych algorytmów regulacji prądu

Wartość projektu
78 860,04
PLN
Źródło finansowania
PRELUDIUM; edycja 8
Okres realizacji od
Okres realizacji do
Kierownik projektu w ZUT
dr Rafał Piotuch
Opis

Obecnie dostępne komercyjne programy do modelowania umożliwiają odwzorowanie różnego typu zjawisk zachodzących w dowolnych obiektach rzeczywistych. W silnikach elektrycznych zachodzi potrzeba odwzorowania zjawisk elektromagnetycznych i powstającego momentu obrotowego na części łączącej maszynę z napędzanym kołem, napędzaną taśmą, czy wentylatorem – tj. na wale sterowanego silnika.
Autor podjął próbę wykorzystania narzędzi służących do modelowanie i analizy zjawisk fizycznych zachodzących w silnikach elektrycznych i wykorzystania otrzymanych rezultatów w algorytmie regulatora. Uwzględnienie bardziej dokładnego opisu sterowanego obiektu – w tym przypadku silnika elektrycznego, może zaowocować poprawą pracy całego układu. Klasyczne algorytmy stosują bardzo uproszczone modele, wykorzystujące tzw. parametry znamionowe silnika określone często przez producenta silnika. Autor udowodnił, że w przypadku algorytmów predykcyjnych można w sposób wydatny podnieść jakość regulacji – tj. zapewnić lepszą kontrolę prądu, a co za tym idzie momentu obrotowego na wale maszyny. Powoduje to poprawę sprawności całego układu, a także organicznie wibracji oraz hałasu. Autor przebadał kilka różnych regulatorów predykcyjnych, ponieważ sposobów na przewidywanie tego co się wydarzy jest wiele.

Kluczowymi zadaniami w projekcie, które zrealizowano z sukcesem to:
1) Odwzorowanie zjawisk elektromagnetycznych zachodzących w silniku
2) Zamodelowanie pracy regulatorów i odwzorowanie przebiegu prądu i momentu w silniku
3) Projekt i wykonanie prototypów maszyn elektrycznych o wysokich parametrach
4) Zaprogramowanie opracowanych wcześniej predykcyjnych regulatorów prądu w procesorze sygnałowym

Efektem prac są zmodyfikowane wersje regulatorów predykcyjnych, które umożliwiają bardziej oszczędną i cichszą pracę silników elektrycznych. Obecnie powszechnie stosowane sterowniki maszyn elektrycznych wzbudzanych magnesami trwałymi wykorzystują wciąż
uproszczone modele maszyn – tj. znamionowe wartości indukcyjności, lub indukcyjności określone w procedurze autotuningu. Ze względu na reżim pracy w wielu zastosowaniach – część układów wykonawczych w procesach przemysłowych lub napędy trakcyjne parametry te, jak udowodniono w Projekcie, zmieniają swoje parametry.

Opiekun: