روش کار در PMSM با تغذیه شبکه AC و سیم پیچی انتها باز
چکیده
مقاله موردنظر به ارائه روش کاری جدید از ماشینهای سنکرون آهن‌ربای دائم در شبکه‌های تک فاز AC با استفاده از توپولوژی اینورتر دوگانه می‌پردازد. این ارائه بر پایه کاهش هارمونیک‌های جریان و حداکثرسازی ضریب توان سیستم تحریک(درایو) است. می‌توان این کار را بدون هیچ سلف ذخیره کننده انرژی اضافی، هم چون چوک(ساسات) های فیلتر یا PFC انجام داد. این روش کار جدید به‌عنوان ترکیبی از PFC فعال و کارکرد اینورتر فرض می‌شود.
1. مقدمه
سیستم‌های درایو با ماشینهای سنکرون آهن‌ربای دائم بهترین گزینه برای استفاده در مصارف تغذیه توان DC هستند همانند درایوهای کمکی خودروها یا ابزار قدرت دستی تغذیه‌شده با باتری. کارکرد شبکه AC به‌خصوص در دستگاه‌های قدرت تک فاز یک استثنا محسوب می‌شود. ازاین‌رو دلایل آن نیز چند موردند. استراتژی‌های رایج کنترل نیاز به ولتاژ ورودی ثابت در طبقه اینورتر دارند. درنتیجه تعداد زیادی از خازن‌های ذخیره گر انرژی برای جبران سازی خلأ و شکاف توان در تغذیه‌های AC تک فاز لازم است. برای در نظرگیری شرایط لازم کیفیت توان با توجه به ضریب توان و هارمونیک‌های جریان، طبقه فیلتری اضافی لازم است. این کار معمولاً با چوک PFC بسیار پسیو و بزرگ یا مدار PFC اکتیو گران‌بها انجام می‌شود. در این حالت، مزایای PMSM در مقایسه با موتور یونیورسال(کلی) قدیمی اغلب خنثی می‌شود. دیگر استراتژی کاری، کاهش ظرفیت خازنی(کاپاسیتانس) پیوند DC تا حداقل، با استفاده از خازن‌های لایه‌ای و تنظیم(سازگاری) حلقه کنترل برای نوسانات ولتاژ است [1]. کاپاسیتانس کم‌تر در پیوند DC به اثر مفید پالس‌های کم‌تر جریان منتهی می‌شود. ولی برخی معایب با توجه به ضریب توان، مخصوصاً در توان بیش‌تر درایو پیش می‌آیند [2، 3]. به‌علاوه، کارکرد گشتاوری ثابت در ماشین هم غیرممکن است. ایده روش کاری ارائه‌شده، استفاده از اندوکتانس ماشین در فرایند بار پیوند DC و جدا کردن(کنار گذاشتن) سلف فیلتری دیگر است. از این طریق، توپولوژی اینورتر دوگانه با پیوندهای DC ایزوله و جدا به کار می‌رود. جهت تشکیل جریان ورودی سینوسی با ضریب توان نزدیک به 1، استراتژی کنترل تنظیم‌شده‌ای برای کارکرد سیستم درایو ابداع شد.
Abstract
The paper proposes a new operation method of permanent magnet synchronous machines in single phase AC grids by using a dual-inverter topology. The proposal is targeting on the reduction of current harmonics and maximization of the power factor of the drive system. This can be achieved without additional energy storing inductors, like filter- or PFC-chokes. This new operation method can be considered as a combination of an active PFC and inverter operation.
1 Introduction
Drive systems with permanent magnet synchronous machines are well suited for the use in DC power supply applications, like auxiliary drives in cars or battery powered handheld power tools. AC grid operations, especially in single phase powered devices, are an exception. The reasons therefor are manifold. Common control strategies require a constant input voltage at the inverter stage. Thus, a high amount of energy storing capacitors is needed to compensate the power gap in singe phase AC supplies. To consider the requirements for power quality with regards to power factor and current harmonics, an additional filter stage is necessary. This is commonly implemented by a large and heavy passive PFC choke, or an expensive active PFC circuit. At this point, the advantages of the PMSM compared to a classic universal motor are often nullified. Another operation strategy is to reduce the DC link capacitance to a minimum by using film capacitors and adapting the control loop for voltage fluctuations [1]. Smaller DC link capacitance leads to the beneficial effect of smaller current pulses. However, some disadvantages with respect to power quality, especially at higher drive power occur [2,3]. Furthermore a constant torque operation of the machine is not possible. The idea of the proposed operation method is to use the inductance of the machine for the DC link charge process and to spare an additional filter inductor. Therefore the dual inverter topology with isolated DC links is used. To form a sinusoidal input current with a power factor near 1, an adjusted control strategy for the drive system operation was developed.
چکیده
1. مقدمه
2. مقایسه توپولوژی اینورتر
2.1 توپولوژی اینورتر معمول با طبقه PFC اکتیو
2.2 توپولوژی اینورتر با خازن کوچک پیوند DC
2.3 توپولوژی اینورتر دوگانه برای کارکرد AC
3. استراتژی کنترل
4. طرح کلی سیم‌پیچی
5. نتایج اندازه‌گیری
6. نتیجه‌گیری
Abstract
1 Introduction
2 Inverter topology comparison
2.1 Conventional inverter topology with active PFC stage
2.2 Inverter topology with small DC link capacitor
2.3 Dual-Inverter topology for AC operations
3 Control strategy
4 Winding layout
5 Measurement results
6 Conclusion
- ترجمه فارسی مقاله با فرمت ورد (word) با قابلیت ویرایش، بدون آرم سایت ای ترجمه
- ترجمه فارسی مقاله با فرمت pdf، بدون آرم سایت ای ترجمه