Μοντελοποίηση διανυσματικού ελέγχου διπολικής σύγχρονης μηχανής μονίμων μαγνητών

Πουλογιάννης, Βασίλης; Poulogiannis, Vasilis

dc.contributor.author	Πουλογιάννης, Βασίλης	el
dc.contributor.author	Poulogiannis, Vasilis	en
dc.date.accessioned	2021-09-06T09:24:39Z
dc.date.available	2021-09-06T09:24:39Z
dc.identifier.uri	https://dspace.lib.ntua.gr/xmlui/handle/123456789/53798
dc.identifier.uri	http://dx.doi.org/10.26240/heal.ntua.21496
dc.rights	Αναφορά Δημιουργού-Μη Εμπορική Χρήση 3.0 Ελλάδα	*
dc.rights.uri	http://creativecommons.org/licenses/by-nc/3.0/gr/	*
dc.subject	Σύγχρονη μηχανή μονίμων μαγνητών	el
dc.subject	Διαμόρφωση εύρους παλμών μέσω διανυσμάτων χώρου	el
dc.subject	'Ελεγχος προσανατολισμένου πεδίου	el
dc.subject	Διακριτός προβλεπτικός έλεγχος	el
dc.subject	Αυτοπροσαρμοζόμενος παρατηρητής Kalman	el
dc.subject	Permanent magnet synchronous motor	en
dc.subject	Space vector pulse width modulation	en
dc.subject	Field-oriented control	en
dc.subject	Discrete control set model predictive control	en
dc.subject	Self-Adaption Kalman Filter (SAKO)	en
dc.title	Μοντελοποίηση διανυσματικού ελέγχου διπολικής σύγχρονης μηχανής μονίμων μαγνητών	el
heal.type	bachelorThesis
heal.classification	Ηλεκτρική ισχύς	el
heal.classification	Συστήματα ηλεκτρικής κίνησης	el
heal.language	el
heal.access	free
heal.recordProvider	ntua	el
heal.publicationDate	2021-03-10
heal.abstract	Στην παρούσα διπλωματική εργασία επιχειρείται η ανάπτυξη συστήματος ελέγχου σύγχρονου κινητήρα μονίμων μαγνητών για εφαρμογές ηλεκτροκίνησης. Έμφαση δίνεται στη μελέτη των τεχνικών προβλεπτικού ελέγχου ρεύματος και ταχύτητας, καθώς και στην υλοποίηση του διανυσματικού ελέγχου προσανατολισμένου πεδίου. Για αυτό τον σκοπό, μετά την ανάλυση των βασικών συνιστωσών ενός συστήματος ηλεκτρικής κίνησης ακολουθεί η ανάπτυξη δυναμικών μοντέλων ώστε να προσομοιωθεί το πραγματικό σύστημα σε μόνιμη και μεταβατική λειτουργία. Αρχικά παρουσιάζεται η σύγχρονη τεχνολογία συστημάτων ηλεκτρικής κίνησης και μερικές σημαντικές εφαρμογές στη βιομηχανία. Κατόπιν, επιχειρείται μια κατηγοριοποίηση των σύγχρονων ηλεκτρικών μηχανών μονίμων μαγνητών βάσει των κατασκευαστικών χαρακτηριστικών τους, ενώ μετά τη θεωρητική ανάλυσή τους, αναπτύσσεται το δυναμικότους μοντέλο με χρήση των μετασχηματισμών Clarke-Park που μετατρέπουν το πλαίσιο αναφοράς από τριφασικό στατό σε διφασικό στρεφόμενο με σύγχρονη ταχύτητα. Στη συνέχεια, περιγράφονται η λειτουργία του τριφασικού αντιστροφέα δυο επιπέδων, ο οποίος αποτελεί μια βασική συνιστώσα του συστήματος κίνησης, καθώς και οι πιο διαδεδομένες τεχνικές οδήγησης των διακοπτικών στοιχείων ισχύος, όπως οι τεχνικές διαμόρφωσης εύρους παλμών (SPWM, SVPWM) και η τεχνική ελέγχου ρευμάτων με ζώνη υστέρησης. Η ενότητα αυτή ολοκληρώνεται με την ανάλυση των σημαντικότερων τεχνικών ελέγχου ηλεκτρικών κινητήρων εστιάζοντας στην μελέτη των τεχνικών του διανυσματικού ελέγχου πεδίου και του διακριτού προβλεπτικού ελέγχου (MPC). Το επόμενο τμήμα της εργασίας αφορά στην προσομοίωση του συστήματος ηλεκτρικής κίνησης σε διάφορες λειτουργικές συνθήκες. Αναλύονται τα βήματα της ανάπτυξης του μοντέλου του διανυσματικού ελέγχου προσανατολισμένου πεδίου μέσω διαμόρφωσης χωρικών διανυσμάτων και στη συνέχεια παρουσιάζονται τα αποτελέσματα της προσομοίωσης κατά την διάρκεια διάφορων μεταβατικών φαινομένων και σε μόνιμη κατάσταση. Η εργασία ολοκληρώνεται με την παράθεση των συμπερασμάτων που προέκυψαν από την επεξεργασία των αποτελεσμάτων.	el
heal.abstract	This diploma thesis concerns the development of a vector control drive system for permanent magnet synchronous motor targeting an electric propulsion application. Emphasis is given to the theoretical analysis of discrete current and speed model predictive control techniques, as well as to the implementation of field-oriented control for the motor considered. For this purpose, all the subsystems of the electric vehicle drive train are analyzed in detail, and the overall drive is modeled and simulated under transient and steady state operation. In a first step, the recent electric motion technology is explained and indicative main industrial applications are reported. In addition, the main permanent magnet synchronous motor configurations are examined and categorized based on their construction characteristics. Following the theoretical analysis, a dynamic model of the machine is developed by using the Clarke - Park transform techniques involving three axes stationary system transformation into d-q two axes synchronous rotational system. Afterwards, the examination of the three-phase two-level inverter is presented, constituting a very significant component of the whole system. Moreover, the important modulation techniques such as sinusoidal pulse width modulation (SPWM), space vector modulation (SVPWM) and hysteresis band current controller (HBCC) are presented. Finally, the important motor control strategies are analyzed focusing on the model predictive control techniques and field-oriented control method. In the next part of the thesis, the simulation of the electric motion system response in various operating cases using field-oriented control (FOC) is examined. All subsystems of the dynamic model developed are analyzed and the simulated results under transient and steady state operating conditions are presented. Finally, the thesis is concluded with the discussion and the outcomes drawn by obtained simulated results.	en
heal.advisorName	Κλαδάς, Αντώνιος	el
heal.committeeMemberName	Παπαθανασίου, Σταύρος	el
heal.committeeMemberName	Αντωνόπουλος, Αντώνιος	el
heal.academicPublisher	Εθνικό Μετσόβιο Πολυτεχνείο. Σχολή Ηλεκτρολόγων Μηχανικών και Μηχανικών Υπολογιστών. Τομέας Ηλεκτρικής Ισχύος	el
heal.academicPublisherID	ntua
heal.numberOfPages	144 σ.	el
heal.fullTextAvailability	false