Asenkron Motor Sürücüleri için İndirgenmiş Dereceli Genişletilmiş Kalman Filtresi Tabanlı Parametre Kestirimi

Bu çalışmada asenkron motorların doğrudan vektör kontrol sistemi için hız-algılayıcılı indirgenmiş dereceli genişletilmiş Kalman filtresi (İD-GKF) tabanlı kestirici tasarlanmıştır. Tasarlanan kestirici ile rotor direnci, stator direnci ve mıknatıslama endüktansı eş-zamanlı olarak kestirilmektedir. Önerilen kestirici, sıfır hız ve alan zayıflama bölgesini de kapsayan geniş bir hız aralığında üretilen hız, rotor direnci, stator direnci, mıknatıslama endüktansı ve yük momentinin zorlayıcı değişimleri ile benzetim ortamında test edilmektedir. Önerilen kestirim algoritması ve bu algoritmayı kullanan hız-algılayıcılı doğrudan vektör kontrol sisteminden elde edilen benzetim sonuçları oldukça yüksek başarıma sahiptir. Ayrıca önerilen kestirim algoritması stator direnci, rotor direnci ve mıknatıslama endüktansını eş-zamanlı olarak kestiren ilk İD-GKF algoritması olarak bilinmektedir.

Anahtar Kelimeler:

Asenkron motorlar, İD-GKF, Parametre kestirimi, Vektör kontrol

PDF

___

[1] P. Vas, Sensorless Vector and Direct Torque Control. Oxford University Press (1998).
[2] R. Inan, M. Barut, Bi input-extended Kalman filter-based speed-sensorless control of an induction machine~capable of working in the field-weakening region. Turk. J. Electr. Eng. Comput. Sci. 22:3 (2014) 588-604.
[3] R. Kumar, S. Das, P. Syam, A. K. Chattopadhyay, Review on model reference adaptive system for sensorless vector control of induction motor drives. IET Electr. Power Appl., 9:7 (2015) 496-511.
[4] M. Wlas, Z. Krzeminski, H.A. Toliyat, Neural-Network-Based Parameter Estimations of Induction Motors. IEEE Trans. Ind. Electron., 55:4 (2008) 1783-1794.
[5] B. L. G. Costa, B. A. Angélico, A. Goedtel, M. F. Castoldi, C. L. Graciola, Differential Evolution Applied to DTC Drive for Three-Phase Induction Motors Using an Adaptive State Observer. J. Control Autom. Electr. Syst., 26:4 (2015) 403-420.
[6] F. Auger, M. Hilairet, J. M. Guerrero, E. Monmasson, T. Orlowska-Kowalska, S. Katsura, Industrial Applications of the Kalman Filter: A Review. IEEE Trans. Ind. Electron., 60:12 (2013) 5458-5471.
[7] I. M. Alsofyani, N. R. N. Idris, Simple Flux Regulation for Improving State Estimation at Very Low and Zero Speed of a Speed Sensorless Direct Torque Control of an Induction Motor. IEEE Trans. Power Electron., 31:4 (2016) 3027-3035.
[8] E. Zerdali, Genişletilmiş Karmaşık Kalman Filtresi Tabanlı Hız-Algılayıcısız Asenkron Motor Sürücüsünün Tasarımı. GU J Sci, Part C, 6:4 (2018) 877-886.
[9] M. Comanescu, Design of a pseudo-MRAS sliding mode observer with double feedback for estimation of the rotor time constant of the induction motor. 2017 IEEE International Conference on Industrial Technology (ICIT), Toronto, ON, Canada, (2017) 270-275.
[10] S. Yang, D. Ding, X. Li, Z. Xie, X. Zhang, L. Chang, A Novel Online Parameter Estimation Method for Indirect Field Oriented Induction Motor Drives. IEEE Trans. Energy Convers., 32:4 (2017) 1562-1573.
[11] V. Arunachalam, H. Srinivasan, A. Muthuramalingam, A novel NN based rotor flux MRAS to overcome low speed problems for rotor resistance estimation in vector controlled IM drives. Front. Energy, 10:4 (2016) 382-392.
[12] Y. Guo, Z. Li, B. Dai, X. Zhang, X. A full-order sliding mode flux observer with stator and rotor resistance adaptation for induction motor. 2018 IEEE Applied Power Electronics Conference and Exposition (APEC), San Antonio, TX, USA, (2018) 855-860.
[13] R. Demir, M. Barut, Novel hybrid estimator based on model reference adaptive system and extended Kalman filter for speed-sensorless induction motor control. Trans. Inst. Meas. Control, 40:13 (2018) 3884-3898.
[14] R. Demir, M. Barut, R. Yildiz, R. Inan, E. Zerdali, EKF based rotor and stator resistance estimations for direct torque control of Induction Motors. 2017 International Conference on Optimization of Electrical and Electronic Equipment (OPTIM) 2017 Intl Aegean Conference on Electrical Machines and Power Electronics (ACEMP), Brasov, Romania, (2017) 376-381.
[15] R. Demir, M. Barut, R. Yildiz, Asenkron Motorların Hız-Algılayıcılı Doğrudan Vektör Kontrolü için İndirgenmiş Dereceli Genişletilmiş Kalman Fitresi Tabanlı Parametre Kestirimi. Otomatik Kontrol Ulusal Toplantısı (TOK2017), Istanbul, Turkey, (2017) 562- 567.
[16] R. İnan, R., Demir, M. Barut, ASENKRON MOTORUN KARMA KESTİRİCİ TABANLI HIZ-ALGILAYICILI DOĞRUDAN VEKTÖR KONTROLÜ. Ömer Halisdemir Üniversitesi Mühendis. Bilim. Derg., 7:2 (2018) 612-623.
[17] J. Holtz, Sensorless control of induction motors-performance and limitations. Proceedings of the 2000 IEEE International Symposium on Industrial Electronics, ISIE 2000, Cholula, Puebla, Mexico, 1 (2000) PL12-PL20.