E-ISSN: 2587-0351 | ISSN: 1300-2694
Uyarlamalı Genişletilmiş Kalman Filtresi-Tabanlı Sabit Anahtarlama Frekanslı Hız-Algılayıcısız Doğrudan Moment Kontrollü Sürücü Sisteminin Tasarımı [Pamukkale Univ Muh Bilim Derg]
Pamukkale Univ Muh Bilim Derg. 2020; 26(5): 860-867 | DOI: 10.5505/pajes.2019.68553

Uyarlamalı Genişletilmiş Kalman Filtresi-Tabanlı Sabit Anahtarlama Frekanslı Hız-Algılayıcısız Doğrudan Moment Kontrollü Sürücü Sisteminin Tasarımı

Remzi Inan1, Emrah Zerdali2
1Isparta Uygulamalı Bilimler Üniversitesi Teknoloji Fakültesi Elektrik-elektronik Mühendisliği Bölümü
2Niğde Ömer Halisdemir Üniversitesi Mühendislik Fakültesi Elektrik-elektronik Mühendisliği Bölümü

Bu çalışmada, hız-algılayıcısız asenkron motor (ASM) kontrolü için uyarlamalı genişletilmiş Kalman filtresi (UGKF) tabanlı sabit anahtarlama frekanslı doğrudan moment kontrollü (SAF-DMK’lı) sürücü sisteminin tasarımı gerçekleştirilmektedir. Stator akısı tabanlı ASM modelini kullanan UGKF ile GKF’lerin kestirim başarımını doğrudan etkileyen ve geleneksel GKF’lerde sabit olarak kabul edilen sistem gürültüsü kovaryans matrisi çalışma koşullarına göre çevrimiçi olarak güncellenmektedir. UGKF’nin geleneksel DMK’lı sürücü yerine, SAF-DMK’lı sürücüye dahil edilmesinin nedeni geleneksel DMK kontrolündeki moment dalgalanmalarının ve değişken anahtarlama frekansından kaynaklanan anahtarlama kayıplarının azaltılmasıdır. SAF-DMK’lı sürücünün ihtiyaç duyduğu stator akısının stator duran eksen takımı bileşenlerine ve rotor mekanik açısal hızına ek olarak, stator akımının stator duran eksen takımı bileşenleri ve yük momenti önerilen UGKF tabanlı gözlemleyici ile kestirilmektedir. Yük momenti kestirimi ile önerilen hız-algılayıcısız sürücü sisteminin bozucu yük momenti değişimlerine karşı dayanıklı olması sağlanmaktadır. Son olarak, önerilen UGKF-tabanlı hız-algılayıcısız SAF-DMK’lı sürücü sistemi benzetim çalışmaları altında doğrulanmaktadır.

Anahtar Kelimeler: Asenkron motor, uyarlamalı genişletilmiş Kalman filtresi, sabit anahtarlama frekanslı doğrudan moment kontrolü

Design of Adaptive Extended Kalman Filter-Based Speed-Sensorless Direct Torque Controlled Drive System with Constant Switching Frequency

Remzi Inan1, Emrah Zerdali2
1Isparta University of Applied Sciences Faculty of Technology Department of Electrical And Electronics Engineering
2Nigde Omer Halisdemir University Faculty of Engineering Department of Electrical And Electronics Engineering

In this study, the design of the adaptive extended Kalman filter (AEKF) based direct torque controlled drive system with constant switching frequency (DTCD-CSF) is performed for speed-sensorless control of induction motor (IM). The system noise covariance matrix, which directly affects the estimation performance of EKFs and is assumed as constant in conventional EKFs, is updated online according to the operating conditions by the AEKF, which uses stator flux-based IM model. The reason why the proposed algorithm is included on a DTCD-CSF, instead of a conventional DTCD, is to reduce the torque ripples in the traditional direct torque control and the switching losses caused by the variable switching frequency. The load torque and the stator stationary axis components of stator currents in addition to the stator stationary axis components of stator fluxes and the rotor mechanical speed required for the DTCD-CSF are estimated by the proposed AEKF-based observer. By the load torque estimation, it is ensured that the proposed speed-sensorless drive system is robust to changes in load torque. Finally, the proposed AEKF-based speed-sensorless DTCD-CSF is verified under simulation studies.

Keywords: induction motor, adaptive fading extended Kalman filter, constant switching frequency based direct torque control

Remzi Inan, Emrah Zerdali. Design of Adaptive Extended Kalman Filter-Based Speed-Sensorless Direct Torque Controlled Drive System with Constant Switching Frequency. Pamukkale Univ Muh Bilim Derg. 2020; 26(5): 860-867

Sorumlu Yazar: Remzi Inan, Türkiye
LookUs & Online Makale