طرح تشخیص و تحمل خطاي سنسورهاي جریان AC در درایو موتورهاي القائی
نویسندگان: سجاد نجفی روادانق ، علی دقیق ، رحیم عجبی فرشباف حجت حاتمی
در یک سیستم درایو موتور القائی خطا می تواند در سه بخش رخ دهد: موتور، درایو و سیستم کنترل . براي مثال، در [1] عملکـرد درایـو موتور القائی در شرایط خطاهاي خرابـی -نیمـه هـادي، ولتـاژ شـین dc، خطاهاي خط -به-خط و خط -به-زمـین داخـل درایـو مطالعـه شـده و ابزاري براي تعیین فشار بر سیستم و طراحی سیستم حفاظـت تـأمین کرده است . در مورد خطاهاي اینورتر مراجع دیگري نیز در مـورد خطـا در ماژول یک پایه اینورتر بحث کرده انـد [2 و 3] و مقایـسه اي نیـز در [7] در مورد توپولوژيهاي درایو ac و خطاهاي آنها ارائه شده است.
اغلب از سنسورهاي لینک dc براي حفاظت درایو استفاده میشود. در صورت خرابی سنسور، پـسخور مـورد اسـتفاده در سیـستم کنتـرل سیگنال نادرست به کنترل کننده ارسال خواهد کرد و در نتیجه عملکرد درایو مختل می شود و حتی در برخی موارد مو جب خاموشی و از دست رفتن سیستم نیز می شود [5]. در شرایط خطاي سنسور درایو باید قادر باشد که آن را تشخیص، استراتژي کنترلی خود را تغییر و خود را براي شرایط خطا وفق دهد [6]. از زمانی که روشهاي کنترل بـدون سنـسور معرفی شده است، کنترل در شرایط خرابی سنسورهاي مختلف به طور سنجیدهتر انجام میشود [13-5].
مسلم اسـت کـه بـا از دسـت رفـتن سنسورها عملکرد دینـامیکی درایـو ضـعیفتر شـده و احتمـالاً موجـب گذراهاي بزرگ در جریانهاي موتور و گشتاور مـی شـود امـا پیوسـتگی عملکرد موتور حفظ می شـود [14]. در نتیجـه، اسـتفاده از روش هـاي کنترلی چندلایه و بدون سنسور، بایـد بـراي زمـانی لازم و معقـول تـا رسیدن شرایط به حـالتی کـه از کـار افتـادن موتـور موجـب آسـیب و خسارات مالی و جانی نشود، ادامه می یابد و سـپس بـه تعمیـر درایـو و بازگرداندن سنسورها به مدار اقدام میگردد.
تنظیم جریان دلتا-هیسترزیس دیجیتال
مشخصه ورودي -خروجی کنترل کننده جریان هیـسترزیس بـراي فاز-a در شکل 1 نشان داده شده است . عرض حلقه هیسترزیس که بـا h نشان داده شده است، پهناي باند مجاز براي جریان تحـت کنتـرل را نمایش می دهد. اگر خطاي جریان، a i ، بزرگتـر از h/2 باشـد کـه در نتیجه، ai به طور غیر قابل قبولی کمتر از جریـان مرجـع، *ai، باشـد، آنگاه ولتاژ خط -به-خنثی مربوطه، v ، باید افزایش داده شود. این امـر با کلیدزنی فاز a بیشتر تحت تأثیر قرار می گیرد و بنابراین سـوئیچهایی که روي این فاز قرار دارند.
سوئیچها یی هـستند کـه بـا کنتـرل کننـده تنظیم می شـود و بـراي افـزایش av، سـوئیچ بـالایی بایـد بیـشتر در موقعیت 1 قرار گیـرد . بـالعکس، خطـاي کمتـر از h/2–، موقعیـت 0 را نتیجه می دهد. پهناي باند مجاز، h، فرکانس کلیدزنی اینـورتر را تحـت تأثیر قرار می دهد. هر چه باند باریکتر باشد فرکانس کلیدزنی بیـشتر و کیفیت جریان ها بهتر می شود. این امر در شبیه سازيهاي بخش 4 ارائه شده است . در عمل، پهناي باند مجاز باید در مقداري تنظیم شـود کـه مصالحه بهینهاي مابین کیفیت جریانها و بازده اینورتر به وجود آید.
تنظــیم جریــان اســتاتور
براي تنظــیم جریــان اســتاتور، معمــولاً یــک اســتراتژي دلتــا -هیسترزیس (Delta Hysteresis Regulation) به کار بـرده مـی شـود و مؤثر بودن آن در کنترل جریان هاي خروجی اینورتر بـه اثبـات رسـیده است. روش معمول براي استحصال اطلاعات کامل از جریـان هـاي فـاز خروجی اندازه گیري آنها به طور مستقیم سه سنسور جریان (یا حـداقل دو سنسور ) است.
یک پیشنهاد براي DDHR ،DHR است که در [15] (Digital Delta Hysteresis Regulation) DDHR در . اسـت شده ارائهجریانهـاي فـاز توسـط جریـان لینـک dc و دانـش حـالات کلیـدزنی بازسازي می شود. براي درایو نشان داده شـده در شـکل 2 حالـت هـاي i در جدول 1 نشان داده شده اسـت . بایـد dc کلیدزنی و ارتباط آنها با توجه شود که در حالت 0 یا 7 همه کلیدهاي بالایی یا پـایینی روشـن i همواره برابر صفر است و نمایانگر هیچ جریان فـ ازي dc هستند، پس i یکی dc نمیباشد. از این امر باید جلوگیري کرد . در تمام حالات دیگراز جریانهاي فاز را نشان میدهد [15].
