Porovnání způsobů vektorového řízení asynchronního stroje

Abstract

Aby byl zajištěn správný chod stroje v závislosti na požadavcích obsluhy a bylo dosaženo rychlých a přesných změn bez překročení kritických veličin, je nutné správně stroj řídit a regulovat. Jelikož skalární řízení s postupem času nebylo v mnoha aplikacích dostatečné a rozvoj nových technologií a výkonové elektroniky umožnil v této oblasti znatelný pokrok, byla přesunuta oblast zájmu na vektorové řízení. Tato diplomová práce je zaměřena na metody vektorového řízení asynchronního stroje, které jsou zde popsány a mezi sebou porovnány. Práce je rozdělena na dvě hlavní části, teoretickou a praktickou. Teoretická část je složena z obecného popisu vektorového řízení a jeho možných způsobů, jež byly v minulosti vyvinuty. Dále jsou zde podrobně rozebrány dva matematické modely střídavého asynchronního stroje a odvozeny simulační matematické rovnice. Na jejich základě jsou pak vytvořena bloková schémata. V praktické části diplomové práce je hlavní pozornost věnována dvěma způsobům vektorového řízení, a to podle Schumachera a podle Warnecka. Ty jsou na základě provedených simulací v programu MATLAB Simulink mezi sebou porovnávány a testovány. Jde především o vliv nepřesné informace z otáčkového čidla, změnu parametrů stroje a v neposlední řadě i o nahrazení čidla otáček Luenbergerovým observerem. V závěru práce je ještě zkoumán vliv napájení stroje ze střídače a závěrečné zhodnocení.

In order to ensure the correct operation of the machine in accordance with the operator's requirements and to achieve rapid and accurate changes without exceeding the critical quantities, the machine must be properly controlled. Since scalar control has not been sufficient in many applications over time, and the development of new technologies and power electronics has made significant advances in this area, the area of interest has been shifted to vector control. This diploma thesis is focused on methods of vector control of asynchronous machine, which are described here and compared with each other. The thesis is divided into two main parts, theoretical and practical. The theoretical part consists of a general description of vector control and its possible methods that have been developed in the past. Further, two mathematical models of the asynchronous machine are analyzed in detail and derived simulation mathematical equations. Based on these, block diagrams are created. In the practical part of the diploma thesis the main attention is paid to two methods of vector control, according to Schumacher and according to Warneck. These are compared and tested based on the simulations performed in MATLAB Simulink. This is mainly the influence of inaccurate information from the speed sensor, the change of machine parameters and, last but not least, the replacement of the speed sensor by Luenberger's observer. At the end of the thesis, the influence of the machine's power supply from the inverter is examined.