Vektör kontrollü kalıcı mıknatıslı makineler için donanım geliştirilmesi

Abstract

PMSM motors are increasingly being used in many applications due to their advantages, such as high efficiency and compact structure. However, precise control of these motors requires advanced control techniques and compatible hardware. In this thesis, a vector control algorithm that allows for independent control of the motor's flux and torque was implemented. This approach is not only enhances the motor's dynamic performance but also improves energy efficiency. During the hardware development process, microcontroller-based control structures and power electronics components were designed and integrated to ensure seamless operation. Rotor position estimation was achieved by the use of three Hall sensors installed in the motor. A software is also developed and embedded in a TI F28379D microprocessor. The developed hardware and software are tested on a test motor. In the second stage of this study, tests are performed on a surface - mount permanent magnet motor to determine its parameters. This is followed by tests on a test motor using a commercial vector - controlled drive. The purpose of these tests is to determine whether the employed vector control algorithm correctly performs vector control. These experiments are performed at different supply frequencies up to 70 Hz and reference torque values up to 45 Nm. The test results are presented so that they can be used for further research to develop a sensorless vector control algorithm.Sabit mıknatıslı senkron motorlar (PMSM), yüksek verimlilikleri ve kompakt yapıları nedeniyle birçok uygulamada yaygın olarak kullanılmaktadır; ancak bu motorların hassas kontrolü gelişmiş kontrol yöntemleri ve uygun donanımlar gerektirmektedir. Bu tezde, motorun akı ve tork bileşenlerinin bağımsız kontrolüne imkân veren bir vektör kontrol algoritması uygulanarak motorun dinamik performansı ve enerji verimliliği artırılmıştır. Çalışma kapsamında, mikrodenetleyici tabanlı bir kontrol yapısı ile güç elektroniği donanımı tasarlanıp entegre edilmiş, rotor konumu motor üzerinde bulunan üç adet Hall sensörü ile belirlenmiş ve geliştirilen kontrol yazılımı bir mikroişlemciye gömülerek sistem bir test motoru üzerinde doğrulanmıştır. Çalışmanın ikinci aşamasında, yüzeye mıknatıslı bir PMSM'nin parametreleri deneysel olarak belirlenmiş ve ticari bir vektör kontrollü sürücü kullanılarak test motoru üzerinde 70 Hz'e kadar farklı besleme frekanslarında ve 45 Nm'ye kadar referans tork değerlerinde deneyler gerçekleştirilmiştir. Elde edilen sonuçlar, ileride sensörsüz vektör kontrol algoritmalarının geliştirilmesine yönelik çalışmalara temel oluşturacak şekilde sunulmuştur.