PMSM motor szabályozása önműködő kormányműhöz
Napjainkban az autonóm járművek erőteljes fejlesztését éljük. Ezeknél a járműveknél az egyik fontos feladat az önműködő kormányzás megvalósítása. Biztonsági okok miatt a kormányműnek fizikailag is léteznie kell, nem helyettesíthető csupán egy „digitális” kormánnyal. A bevett eljárás, hogy a kormányművet egy elektromos motorral hajtják, így a kerekek és a kormánykerék mechanikai kapcsolata megmarad, továbbá az irányítási feladat is megoldhatóvá válik.
Az automatizált környezet speciális igényeket támaszt mind a hajtások, mind pedig azok vezérlése felé. Az egyik ilyen követelmény az a magas hatásfok. Ezen tulajdonságuk és kompakt kialakításuk miatt előszeretettel alkalmaznak permanens mágneses szinkron motorokat (PMSM). A dolgozat fő témája ezen motorok pozíciószabályzásának ismertetése [1].
A dolgozat első részében elhelyezzük a PMSM motorokat a különféle elektromos motorok palettáján, és bemutatjuk a PMSM motorok matematikai modelljét. Ezt követően kitérünk ezen motorok működtetése során tipikusan alkalmazott mezőorientált szabályozásra, illetve főbb különbségeire a hagyományos motorszabályzókhoz képest. A pozíciószabályozás egy kettős kaszkád szabályozás eredményeként jön létre, ennek érdekében, elsőként az áram-, majd a fordulatszám-szabályzás lehetőségeit vizsgáljuk meg. A szabályzótervezéshez kapcsolódóan kitérünk a különböző modulációs eljárásokra, a szinuszos (PWM) és a térvektor moduláció (SVN) megvalósítására, illetve a beavatkozó jelek korlátozására is.
A dolgozat második felében a szimulációs eredményeket felhasználva, a megtervezett szabályozókat implementáljuk egy X-NUCLEO-IHM07M1 típusú vezérlővel ellátott motorra. Ennek során kitérünk a modellparaméterek identifikációjára is. Végül a kapott szimulációs, valamint a mérési eredményeket hasonlítjuk össze.
szerző
-
Wolf Máté
Mechatronikai mérnöki alapszak (BSc)
alapképzés (BA/BSc)
konzulensek
-
Dr. Budai Csaba
adjunktus, Mechatronika, Optika és Gépészeti Informatika Tanszék
budaicsaba@mogi.bme.hu -
Dr. Soumelidis Alexandros
tudományos főmunkatárs, MTA Számítástechnikai és Automatizálási Kutatóintézet (külső)
