پديد آورنده :
اسفندياري، قاسم
عنوان :
مدل سازي، تحليل و كنترل ماشين هاي القايي تغذيه دوگانه آبشاري
محل تحصيل :
اصفهان: دانشگاه صنعتي اصفهان، دانشكده برق و كامپيوتر
صفحه شمار :
پانزده، 114ص.: مصور
استاد راهنما :
محمد ابراهيمي
استاد مشاور :
احمدرضا تابش
استاد داور :
حميدرضا كارشناس، مهدي معلم
تاريخ ورود اطلاعات :
1395/02/07
دانشكده :
مهندسي برق و كامپيوتر
كد ايرانداك :
ID871 دكتري
چكيده فارسي :
چكيده مزيت ماشينها القايي تغذيه دوگانه در كاربردها سرعت متغير و در شرايطي است كه نياز به مبدلي با ولت آمپر نامي كمتر باشد كاربرد اصلي اين ماشينها در درايوها صنعتي با محدوده تغييرات سرعت سرعت نامي و همچنين در توربين ژنراتورها با محدوده تغييرات سرعت چرخش روتور سرعت سنكرون ميباشند ماشينها القايي تغذيه دوگانه بدون جاروبك مزايا ماشينها تغذيه دوگانه معمولي را دارند ولي معايب ناشي از جاروبك و حلقهها لغزان را ندارند ماشينها القايي تغذيه دوگانه بدون حاروبك به سه گروه ماشينها القايي تاندوم ماشينها القايي بدون جاروبك با روتور آشيانها و ماشينها القايي آبشار تقسيمبند ميشوند ماشينها القايي بدون جاروبك آبشار CDFIM را ميتوان بصورت دو ماشين القايي تغذيه دوگانه معمولي كه روتورها آنها از نظر مكانيكي كوپل شده و همچنين سر سيم پيچ روتورها از نظر الكتريكي به يكديگر متصل شدهاند درنظر نسبت به ماشينها القايي گرفت مدلساز و كنترل اين ماشينها تغذيه دوگانه معمولي پيچيدهتر بوده و بايد مسائل مختلفي را درآناليز مدلسازي و طراحي كنترلكننده اين نوع ماشين لحاظ كرد يكي از نوآور ها اين رساله نحوه مدلساز و بدست آوردن مدارها معادل ديناميكي اين نوع ماشين شامل مدل و مدار معادل فضا بردار در قاب مرجع طبيعي و اختيار و مدل و مدار معادل دو محور ماشين در قابها مرجع طبيعي و اختيار ارائه شدهاند با استفاده از معادلات و مدار معادلها ارائه شده در اين رساله ميتوان مدلساز و طراحي كنترلكننده را برا اين ماشينها انجام داد يكي ديگر از نوآورها اين رساله طراحي كنترلكنندهها بردار برا ماشينها CDFIM ميباشد كه گشتاور كل را بصورت آني كنترل نموده و نسبت گشتاور توليد حالت دائمي دو ماشين را متناسب با مقادير نامي آنها تنظيم مينمايند برا اين منظور در ابتدا معادلات گشتاور توليد ماشينها اول و دوم برحسب متغيرها قابل كنترل استاتور دوم مولفه ها ولتاژ و جريان نوشته شده و اصول طراحي كنترل كنندهها ارائه شدهاند همچنين بلوك دياگرامها كنترل كننده گشتاور و كنترلكننده سرعت ارائه و قسمتها مختلف آنها تشريح شدهاند به منظور نشان دادن صحت مدلها ديناميكي ارائه شده نتايج شبيهساز و تستها عملي در شرايط شتابگير تغيير ناگهاني گشتاور بار در مد عملكرد آسنكروني ماشين تغيير فركانس و دامنه ولتاژ استاتور دوم و تغيير ناگهاني گشتاور بار در مد عملكرد سنكرون ارائه و مقايسه شدهاند نتايج نشاندهنده صحت و دقت مدلها
چكيده انگليسي :
Modeling Analysis and Control of Cascaded Doubly Fed Induction Machines Ghasem Esfandiari g esfandiari@ec iut ac ir December 2015 Department of Electrical and Computer Engineering Isfahan University of Technology Isfahan 84156 83111 Iran Mohammad Ebrahimi Supervisor mebrahim@cc iut ac ir Ahmadreza Tabesh Advisor a tabesh@cc iut ac ir Department of Electrical and Computer Engineering Isfahan University of Technology Isfahan 84156 83111 Iran Abstract This project presents a comprehensive investigation of various reference frames and their relative speeds in cascaded doubly fed induction machines CDFIMs Then a compact spacephasor model of CDFIMs in the natural and arbitrary reference frames is presented that is useful for performance analysis of CDFIMs based on rotating phasors The merits of the proposed model compared with existing models are using a common single reference frame for all machines and parts of CDFIMs and the model formulation is independent of the rotor angle position The reference frames in the suggested model can be fixed on the common rotor of the CDFIM machines for dynamic analysis or it can be fixed on the stator rotor flux of each cascaded machines useful for CDFIMs controller design A two axes equivalent circuit for a CDFIM is also presented which enables analysis of CDFIMs in commercially available power circuit simulation software tools This project also presents an instantaneous torque control method for cascaded doubly fed induction machines CDFIMs with a rated torque sharing ratio feature under steady state operation The proposed method is established based on transferring the torques equations of the two machines into the rotor flux reference frame of the auxiliary machine Then by expressing the torque equations with respect to the current components of the stator of the auxiliary machine the instantaneous torque control with the rated torque sharing is achieved To verify the method and evaluate its capabilities The suggested method is used for the speed control of a CDFIM experimental setup Further a case study including 12 kW and 4 kW DFIMs is also simulated to evaluate the performance of the control method for a CDFIM with different machine ratings The test results confirm that the proposed control schemes achieve the desired performances without exceeding the ratings of the machines under various test scenarios Key Words Brushless doubly fed induction machines DFIM cascaded DFIM dynamic model equivalent circuit reference frames Rotor Flux Orientation Instantaneous Torque Control Torque Sharing Introduction Brushless doubly fed induction machines BDFIMs due to avoiding slip rings are among robust and reliable solutions for high power rotating machines in a variety of industrial applications 1 3 Examples of these applications are motor pumps variable speed drives automotive electric propulsions and wind turbine generators 4 8 At present cascaded doublyfed induction machines CDFIMs that consist of two mechanically coupled doubly fed induction machines DFIMs offer the most inexpensive structure for the realization of BDFIMs The reason is the mass production of DFIMs compared with BDFIMs with nested loops rotor that are only produced on demand 9 12 This project deals with the model of a CDFIM in an arbitrary reference frame and the relative speeds of the various reference frames in a CDFIM The model is established based on the transformation of the CDFIM space phasor model into an arbitrary reference frame The details of model is discussed in both space phasor and qd axis forms The suggested model enables transformation of the voltage torque equations between the stationary and rotor reference frames of the power and control machines in a CDFIM This can also facilitate torque speed control of the CDFIM via the voltage of stator windings of the control machine The project also presents a
استاد راهنما :
محمد ابراهيمي
استاد مشاور :
احمدرضا تابش
استاد داور :
حميدرضا كارشناس، مهدي معلم
