(۳-۴۷)
(۳-۴۸)
(۳-۴۹)
(۳-۵۰)
۳-۲-۴- کانورتر سمت روتور
کانورترهای dc به ac به اینورتر مشهور می‌باشند. بسته به نوع منبع تغذیه و توپولوژی مداربه اینورترهای منبع ولتاژ و منبع جریان تقسیم‌بندی می‌شوند[۲۰].
شکل (۳-۹) اینورتر VSI سه فاز PWM
در تولید متغیرهای ولتاژ(ولتاژهای خط به خط و فاز) هر فاز شامل دو تابع سوئیچینگ به شکل (SF_{1_a},SF_{2_a}) یا SF_{1_b},SF_{2_b})) یا (SF_{1_c},SF_{2_c}) می‌باشد. با به کار بردن توابع سوئیچینگ SF_{1_a,b,c}، ولتاژهای V_ao، V_bo و V_coمی‌توانند به شکل ذیل بدست آیند:
(۳-۵۱)
(۳-۵۲)
(۳-۵۳)
در نتیجه ولتاژهای خط به خط V_ab ، V_bc و V_ca از معادلات ذیل حاصل می‌شوند:
(۳-۵۴)
(۳-۵۵)
(۳-۵۶)
همچنین به منظور محاسبه ولتاژهای فاز اینورتر V_an ، V_bn و V_cn، ولتاژ V_no به صورت زیر محاسبه می‌گردد:
(۳-۵۷)
لذا ولتاژهای فاز به صورت زیر بدست می‌آید:
(۳-۵۸)
(۳-۵۹)
(۳-۶۰)
با بهره گرفتن از روابط فوق تمام متغیرهای ولتاژ اینورتر VSI قابل دستیابی می‌باشند. جزئیات بلوک اینورتر در شکل زیر آمده است:
شکل (۳-۱۰) بلوک تولید ولتاژهای خط به خط و فاز بر مبنای توابع سوئیچینگ
۳-۳- کنترل‌برداری ماشین القایی
۳-۳-۱- مفهوم کنترل به روش برداری (یا کنترل به روش جهت‌دهی میدان)
همانطور که می‌دانیم، در موتورهای DC محورهای سیم‌پیچ‌های آرمیچر و تحریک بر یکدیگر عمود بوده و در نتیجه mmf های ایجاد شده توسط جریان‌های آرمیچر و تحریک بر یکدیگر عمودند[۱۲].
(۳-۶۱)
در موتور DC شار توسط جریان i_f قابل کنترل است گشتاور نیز مستقل از شار توسط جریان i_a قابل کنترل است. اما در ماشین القایی، میدان‌های استاتور و روتور که در تولید گشتاور نقش دارندمستقل از یکدیگر نبوده، زاویه بین آنها ۹۰ درجه نبوده و بر یکدیگر اثر متقابل دارند.
شاید بتوان سیم پیچ روتور ماشین القایی را مشابه با سیم پیچ تحریک در موتور DC در نظر گرفت، اما جریان روتور وابسته به ولتاژ القا شده در روتور و یا ولتاژ استاتور و یا به عبارتی جریان استاتور است. بدون استفاده از روش کنترل‌برداری با تغییر جریان استاتور، شار و گشتاور موتور هر دو تغییر می‌کنند.
هدف از کنترل‌برداری یا کنترل با جهت‌دهی میدان (Field oriented control (Foc)) آن است که شار و گشتاور ماشین القایی مستقل از یکدیگر و همانند موتور DC کنترل گردند. در روش کنترل‌برداری ، با جهت‌دهی مناسب بردار شار در راستای محور d دستگاه دو محوری qd به هدف فوق دست می یابیم. با جهت‌دهی مناسب بردارشار، دامنه شار توسط جریان i_ds و گشتاور توسط جریان i_qs کنترل می‌گردد. در نتیجه شار و گشتاور ماشین القایی همانند یک موتور DC توسط دو جریان واقعاً مستقل از هم i_ds و i_qs کنترل می‌شود.
۳-۳-۲- دسته‌بندی انواع روش‌های کنترل‌برداری
مفهوم کنترل‌برداری ارائه شده بر مبنای جهت‌دهی شار روتور بود، اما در مراجع مختلف، به جای شار روتور، شارهای دیگر موتور جهت‌دهیمی‌شوند. روش‌های مختلف کنترل‌برداری بر مبنای شار مورد استفاده عبارتند از:
جهت‌دهی شار روتور
جهت‌دهی شار استاتور
جهت‌دهی شار مغناطیس کنندگی (شار فاصله هوایی)
روش کنترل‌برداری بر مبنای اینکه زاویه روتور چگونه اندازه‌گیری می‌شود به دو دسته کلی تقسیم‌بندی می‌گردد:
روش مستقیم: موقعیت روتور با بهره گرفتن از سنسورهای اثر هال اندازه‌گیری می‌شود.
روش غیرمستقیم: موقعیت روتور از برخی پارامترها نظیر سرعت لغزش تخمین زده می‌شود.
همچنین بسته به اینکه اینورتر مورد استفاده از نوع منبع جریان/ ولتاژ باشد و یا اینکه کنترل شده با ولتاژ باشد یا کنترل شده با جریان به انواع مختلف دسته‌بندی می‌شود. در صنعت اینورتر منبع ولتاژ رایج‌تر است. لذا انواع اینورترهای مورد بحث عبارتند از:
اینورتر منبع ولتاژ کنترل شده با جریان.
اینورتر منبع ولتاژ کنترل شده با ولتاژ.
۳-۳-۲-۱- روش کنترل‌برداری با اینورتر VSI کنترل شده با جریان
در روش مستقیم کنترل‌برداری، موقعیت شار روتور با بهره گرفتن از حسگرهای شار اثر هال بدست می‌آید. برای جهت‌دهی به میدان استفاده از کنترل جریان استاتور از کنترل ولتاژ استاتور سهل تر انجام می‌شود، چرا که در روش کنترل ولتاژ استاتور، افت ولتاژهای اندوکتانس‌های‌گذرای استاتور نیز باید در نظر گرفته شود.

( اینجا فقط تکه ای از متن فایل پایان نامه درج شده است. برای خرید متن کامل پایان نامه با فرمت ورد می توانید به سایت feko.ir مراجعه نمایید و کلمه کلیدی مورد نظرتان را جستجو نمایید. )

شکل (۳-۱۱) روش مستقیم کنترل ماشین القایی با اینورترVSIکنترل شده با جریان
۳-۳-۲-۲- روش مستقیم کنترل‌برداری با اینورتر VSI کنترل شده با ولتاژ
جهت دادن جریان‌های استاتور می‌تواند با اعمال ولتاژهای مناسب به استاتور قابل دسترسی باشد. در این روش کنترلرهای شار و گشتاور مقادیر مرجع ولتاژ را ایجاد می‌نمایند که این مقادیر مرجع ولتاژ به اینورتر منبع ولتاژ اعمال می گردند تا جریان‌های مناسب استاتور ایجاد گردند و در نتیجه آن گشتاور و شار مقادیر مرجع خود را دنبال نمایند.
شکل (۳-۱۲) روش مستقیم کنترل ماشین القایی با اینورترVSI کنترل شده با ولتاژ
۳-۳-۲-۳- روش غیرمستقیم کنترل‌برداری با اینورتر VSI کنترل شده با جریان
در شکل زیر کنترلر سرعت مقدار مرجع گشتاور را می‌سازد. با بهره گرفتن از روابط محاسبه سرعت لغزش و گشتاور مقادیر مرجع جریان‌های محورهای d و q استاتور ساخته می‌شوند. سپس با بهره گرفتن از زاویه ρ محاسبه شده، مقادیر مرجع جریان‌های سه فاز استاتور تولید و به اینورتر منبع ولتاژ PWM اعمال می‌گردند.
شکل (۳-۱۳) روش غیر مستقیم کنترل ماشین القایی با اینورترVSI کنترل شده با جریان
۳-۴- استراتژی کنترل‌برداری برای DFIG
به منظور دستیابی به یک کنترل دکوپل (جدا) از توان اکتیو و راکتیو، جهت‌دهی بردار شار استاتور به عنوان طرح کنترلی ارائه می‌گردد. براساس تحقیقات قبلی فرضیات زیر در نظر گرفته می‌شود[۷],[۲۱],[۲۲].

1. 1. چشم پوشی از مقاومت استاتور به علت ناچیز بودن آن در مقایسه با ولتاژ شبکه

1. 1. اتصال DFIG به شبکه‌ای که فرکانس و دامنه ولتاژ استاتور یا شبکه ثابت فرض می‌شود.

1. جریان مغناطیس کننده استاتور فرض می‌شود که به وسیله شبکه تعیین می‌شود.