Anturittoman oikosulkumoottorin säädön suorituskyky suunnanvaihdossa

Abstract

Tässä työssä tutkitaan nopeusanturittoman oikosulkumoottorikäyttön säätötapojen sekä kulmanopeusestimaattoreiden suorituskykyä moottorin suunnanvaihtotilanteissa. Työn alussa esitellään standardinosturin ja taajuusmuuttajan rakennetta sekä niiden toimintaperiaatetta. Teoriaosuudessa käsitellään lyhyesti moottorin eri sijaiskytkentöjä, nopeusanturittomia moottorisäätömenetelmiä, yleisimpiä nopeusestimaattorimalleja sekä estimaattoreiden stabiilisuusehtoja matalille pyörimisnopeuksille. Työn tarkoitus on tutkia eri nopeusanturittomien oikosulkumoottorisäätötapojen suorituskykyä ja estimaattoreiden luomien estimaattien tarkkuutta suunnanvaihdoissa. Ensiksi esitettään MRAS:n, SMO:n Laajennetun Kalman-suotimen sekä Luenbergerin havaitsijan rakennetta sekä perusteoriaa. Stabiilisuustarkastelun avulla suunnitellaan estimaattoreiden vahvistukset sellaisiksi, joilla ne kykenevät estimoimaan roottorin kulmanopeutta tarkasti matalilla nopeuksilla. Simuloinnissa testataan kolmea eri estimaattorimallia suunnanvaihdoissa sekä testataan niiden häiriöherkkyyttä että suorituskykyä eri kuormamomenteilla. Laboratoriotesteissä testataan testilaitteen omia anturittomia nopeussäätömenetelmiä eri kuormamomenteilla. Yhteenvedossa vertaillaan eri estimaattoreita ja anturittomia säätötapoja sekä niiden soveltuvuutta nosturikäyttöön. Nosturikäytössä kulmanopeuden estimaattorina pärjäsi parhaiten MRAS ja säätötapana FOC.