Podrobno

Regulacija vrtilne hitrosti sinhronskega motorja s trajnimi magneti
ID KLEMENČIČ, MIHA (Avtor), ID Nedeljković, David (Mentor) Več o mentorju... Povezava se odpre v novem oknu, ID Rihar, Andraž (Komentor)

.pdfPDF - Predstavitvena datoteka, prenos (2,03 MB)
MD5: 74897C374C39BA303F24614053548ADC

Izvleček
Sinhronski motorji s trajnimi magneti (angl. Permanent Magnet Synchronous Motor, PMSM) danes predstavljajo eno ključnih rešitev pri električnih pogonih, kjer so zahtevani visoka učinkovitost, kompaktnost in natančno vodenje. Njihovi matematični modeli so lahko zapleteni, saj vključujejo nelinearne odvisnosti in več povezanih diferencialnih enačb. Pri razvoju regulacijskih sistemov si zato pomagamo s simulacijskimi programi, ki omogočajo analizo različnih obratovalnih stanj in preverjanje ustreznosti uporabljenih regulacijskih algoritmov. V diplomskem delu je bil razvit matematični model sinhronskega motorja s površinsko nameščenimi trajnimi magneti (angl. Surface-mounted Permanent Magnet Synchronous Motor, SPM), na osnovi katerega je bil v okolju MATLAB/Simulink izdelan simulacijski model. Ta temelji na d-q teoriji, kjer trifazne napetosti in tokove s pomočjo dq0 transformacije pretvorimo v dvoosni koordinatni sistem, kar bistveno poenostavi obravnavo in omogoča uporabo enostavnejših regulacijskih struktur. Regulacijski sistem je bil zasnovan kot kaskadna struktura, kjer notranji tokovni zanki regulirata d- in q-komponento toka s PID regulatorji, nadrejena hitrostna zanka pa je realizirana s PI regulatorjem. Dodana je bila tudi rampa želene hitrosti, ki zagotavlja realnejši odziv ventilatorskega pogona in preprečuje preobremenitve. Uporabljena bremenska karakteristika ventilatorja R09/450 omogoča, da model še natančneje posnema dejanske obratovalne pogoje. Simulacijski rezultati potrjujejo, da sistem omogoča stabilno in natančno regulacijo hitrosti v različnih delovnih točkah ter da implementirana metoda regulacije z orientacijo polja (FOC) privede do hitrih in zanesljivih prehodov med obratovalnimi stanji. Delo predstavlja osnovo za nadaljnji razvoj, kjer bi lahko model nadgradili z implementacijo pulzno-širinske modulacije in primerjali rezultate z eksperimentalnimi meritvami na realnem ventilatorskem pogonu.

Jezik:Slovenski jezik
Ključne besede:sinhronski motor s trajnimi magneti, regulacija hitrosti, regulacija z orientacijo polja, MATLAB/Simulink
Vrsta gradiva:Diplomsko delo/naloga
Tipologija:2.11 - Diplomsko delo
Organizacija:FE - Fakulteta za elektrotehniko
Leto izida:2025
PID:20.500.12556/RUL-174855 Povezava se odpre v novem oknu
COBISS.SI-ID:258596355 Povezava se odpre v novem oknu
Datum objave v RUL:10.10.2025
Število ogledov:389
Število prenosov:157
Metapodatki:XML DC-XML DC-RDF
:
Kopiraj citat
Objavi na:Bookmark and Share

Sekundarni jezik

Jezik:Angleški jezik
Naslov:Speed control of a Permanent Magnet Synchronous Motor
Izvleček:
Permanent magnet synchronous motors (PMSM) today represent one of the key solutions in electric drives, where high efficiency, compactness, and precise control are required. Their mathematical models can be complex, as they include nonlinear dependencies and multiple coupled differential equations. For the development of control systems, simulation tools are therefore used, as they enable the analysis of different operating conditions and the verification of the applied control algorithms. In this thesis, a mathematical model of a surface-mounted permanent magnet synchronous motor (SPM) was developed, based on which a simulation model was built in MATLAB/Simulink. The model is based on the d-q theory, where three-phase voltages and currents are transformed into a two-axis coordinate system using the dq0 transformation, which significantly simplifies the analysis and enables the use of simpler control structures. The control system was designed as a cascaded structure, where the inner current loops control the d- and q-axis current components with PID controllers, while the outer speed control loop is realized with a PI controller. A speed reference ramp was also added, providing a more realistic response of the fan drive and preventing overloads. The load characteristic of the R09/450 fan was used to ensure that the model more accurately reflects the actual operating conditions. The simulation results confirm that the system ensures stable and accurate speed control in various operating points and that the implemented field-oriented control (FOC) method leads to fast and reliable transitions between operating states. The thesis provides a basis for further development, where the model could be extended with PWM modulation and validated by comparing the results with experimental measurements on a real fan drive.

Ključne besede:permanent magnet synchronous motor, speed control, field-oriented control, MATLAB/Simulink

Podobna dela

Podobna dela v RUL:
Podobna dela v drugih slovenskih zbirkah:

Nazaj