نتایج بررسی کنترل مستقیم توان در روش های DTC و FOC

به گزارش "برق نيوز"  روش­ های مختلفی برای کنترل مستقیم توان ارائه شده است که به طور کلی به روش­های مبتنی بر DTC و FOC تقسیم­ بندی می­شوند.

روش­های مبتنی بر FOC بر پایه کنترل شار استاتور و یا کنترل بردار ولتاژ استاتور است که جریان روتور را در مولفه­های توان اکتیو و راکتیو مجزا می­کند تا کنترل آن­ها را به طور مستقل انجام دهد. کنترل توان اکتیو و راکتیو با کنترلر جریان روتور بدست می­آید. عیب کلی این روش وابستگی شدید آن به پارامترهای صحیح ماشین از قبیل مقاومت استاتور و روتور و اندوکتانس­هاست. بنابراین عملکرد، زمانی که پارامترهای واقعی ماشین از مقدار مورد استفاده در سیستم کنترلی فاصله گیرد، تنزل می­یابد.

روش کنترل مستقیم توان از روش DTC نشئت گرفته است.  روش کنترل مستقیم توان با استفاده از جدول کلیدزنی بهینه و روش پیشگویانه مورد تحلیل و بررسی قرار گرفت.

اصل اساسی تکنیک­های کنترل مستقیم توان انتخاب بردار ولتاژ مناسب برای تصحیح خطاهای توان استاتور است. انتخاب این بردار به طور مستقیم از خطاهای توان اکتیو و راکتیو و بخشی که شار روتور در آن قرار دارد، صورت می­گیرد.

در روش کنترل مستقیم توان با استفاده از جدول کلیدزنی بهینه، شار اولیه روتور تاثیری روی تغییرات توان اکتیو و راکتیو استاتور ندارد و فقط از شار تخمینی استاتور استفاده می­کند تا با دشواری­های مرتبط با تخمین شار روتور روبرو نشود. تنها پارامتر مورد نیاز مقاومت استاتور است که تاثیرش روی عملکرد سیستم قابل صرف نظر کردن است.

این روش دارای فرکانس کلید زنی متغیر در کانورتر سمت شبکه است. فرکانس کلیدزنی با نوسانات توان اکتیو و راکتیو، سرعت عملکرد ماشین(لغزش روتور)، پهنای باند هیسترزیس کنترلرهای توان، تغییر می­کند. این مشکل طراحی مدار قدرت را به طور قابل ملاحظه­ای پیچیده می­کند. جدا از طراحی کانورتر، فیلتر سمت استاتور که از ورود هارمونیک­های کلیدزنی به شبکه جلوگیری می­کند، دارای پیچیدگی است. پهنای باند کنترلر هیسترزیس باید با دقت انتخاب شود تا فرکانس کلیدزنی در حد ماکزیمم کانورتر قدرت برای تمام شرایط عملکرد باقی می­ماند.

با استفاده از الگوریتم­ پیشگویانه، عیب اصلی تکنیک­ های کنترل مستقیم توان مرسوم که همان فرکانس کلیدزنی متغیر است، برطرف می­شود.

به گزارش "برق نيوز"  در این پژوهش دو روش کنترل توان مستقیم با استفاده از جدول کلیدزنی بهینه و روش کنترل مستقیم توان پیشگویانه شبیه­ سازی شد. مرجع توان اکتیو و راکتیو را به صورت پله، شیب و سینوسی تغییر داده تا عملکرد دو روش مورد ارزیابی قرار گیرد. همان­طور که در فصل شبیه­سازی ملاحظه گردید در مرجع توان ثابت نوسانات توان اکتیو و راکتیو در روش پیش گویانه کمتر از روش جدول کلیدزنی بهینه بود که تفاوت در توان راکتیو بسیار قابل توجه بود. اما با تغییر پله در توان اکتیو ملاحظه گردید که فراجهشی در دو روش ایجاد نشد و هر دو به سرعت به مقدار جدید مرجع رسیدند. زمان رسیدن به مقدار مرجع در هر دو روش به یک میزان بود. با تغییر پله در توان راکتیو هر دو روش به خوبی مراجع توان را بدون هیچ فراجهشی دنبال می­کنند. در پاسخ به مرجع سینوسی و شیب نیز هر دو روش عملکرد مناسبی داشتند و نوسانات توان اکتیو و راکتیو در روش پیشگویانه کمتر بود.

در کل عملکرد کنترل مستقیم پیشگویانه در دنبال کردن مراجع توان اکتیو و راکتیو بهتر بود، ضمن اینکه فرکانس کلیدزنی آن ثابت است و مشکلات ناشی از فرکانس کلیدزنی متغیر روش کنترل مستقیم توان با استفاده از جدول کلیدزنی بهینه را نیز ندارد.

کانورتر سمت استاتور نیز با روش کنترل مستقیم توان با استفاده از جدول کلیدزنی بهینه شبیه­سازی گردید و ملاحظه شد که پاسخ بسیار سریع و بدون فراجهش زیاد در شروع به کار مقدار مرجع ولتاژ را دنبال کرد.

پیشنهادات