Anahtarlamalı Relüktans Motor için C-Dump Devresi

[PhD]

Selam arkadaşlar,

Anahtarlamalı Relüktans Motorların (SR Motor diyede biliniyor) tork dalgalanmasını Fuzzy Logic kullanarak minimize etmeye çalışıyorum. Araştırmalarım sonucunda SR motoru sürmek için aşağıdaki gibi bir devre kullanmayı düşünüyorum. Ancak devrede C-Dump diye bir kısım var (kırmızı dikdörtgen ile çizilen kısım) bu kısmın ne iş yaptığını anlamadım. :oops: Buradaki Ug anahtarı belli bir frekans ile tetikleniyor ama anahtar açıldığı zaman bu devre ne yapıyor bir türlü anlamadım. Bu konuda bilgisi olan hocalarımdan yardım istiyorum.

Devrenin diğer kısmı MOSları PWM ile anahtarlayarak akım kontrolü yapacak ve akım kontrolü ile SR motorun TORK dalgalanmasını minimize etmiş olacak. Ama kırmızı ile çizdiğim kısım devrede ne işe yarıyor anlamadım.

Sadece şu şekilde bir yorum yaptım MOSlar tetiklemeyi kesince bobinlerdeki voltaj Cg kapasitesini şarj ediyor anahtar açılarak geribesleme ile bu enerji yine motor üzerinde harcayarak MOSların ısınmasını engelliyordur  diye tahmin ediyorum. :roll:

Şimdiden teşekkürler.

[z]

Bu şemanın bulunduğu sitede gerekli açıklama yokmu? Sitenin linki nedir? Motoru nereden buldunuz?

[PhD]

Merhaba @bunalmis hocam,

Bunu IEEE sitesinden bir makaleden buldum. Makaleyi okudum ama C-Dump ile ilgili bir bilgi yok. Zaten makalede bu proje yapılmış, ama tabi detaylar, programlar vs. yok sadece makelenin özeti var. Şimdilik motor yok ama ilk önce MATLAB da simule edeceğim. Sonra gerekirse uygulamaya dökülecek. Simule edebilmem için bu devreyi komple anlamam gerekiyor.

Şu anda malesef makale yanımda değil daha sonra buraya atarım. (Sunum hazırlamıştım resimleri oradan alıyorum)

Yukarıdaki resim devrenin motor sürme ile ilgili kısmı asıl işi yapan fuzzy logic kısmının blok diyagramı aşağıdaki gibi. Yani makeledeki sadece resimler bunlar. PWM devresini nasıl kuracağımı ve fuzzy için işlemci mi yoksa bilgisayardan mı (delphi yada matlab düşünüyorum) kontrol edeceğimi daha karar vermedim. Şuanda simülasyon için uğraşıyorum ama bu C-Dump denen şeyde takıldım malesef internettede bir şey çıkmıyor. :evil:

[z]

O halde tahminde bulanalım.

Komutasyon, endüktanslardan akım akmaktayken yapıldığından,
endüktanslardaki depolanmış enerjinin tamamı mağnetik kuplajla
mekanik enerjiye dönüşmeyeceğinden anahtarlama elamanlarının
uçlarında büyük gerilimlerin oluşması sözkonusudur. (2x2=4)

Yukarıdaki düzenekte bu enerji kapasiteye pompalanmaktadır. Ancak
kapasitedeki enerji kullanılmazsa kapasite voltajı sürekli artar. (2x2=4)

İşte kırmızı blok içindeki step down tipi devre kapasite voltajını R8 ve
o an enerjilenmiş olan endüktans üzerinden boşaltarak belli bir değerde
tutmaktadır.  Böylece beslemeden çekilen akımda düşürülmüş olacaktır.
Kapasiteye  bağlı elektronik anahtarın açık-kapalı kalma süreleri
ayarlanarak kapasite üzerindeki voltaj sabitlenmeye çalışılmaktadır.
2x2=3.99)

Kapasitedeki enerji, direnç ve bobinlerde harcandığı halde yeterince düşmemişse bu kez besleme kapasitesinin voltajı artmaktadır.

[PhD]

Peki kapasite üzerindeki voltajı sabitlemeye çalışmanın ne gibi bir sebebi var ki? Yani neden sabitleme ihitiyacı duyalım böyle bir sistemde onu tam anlamadım. Yani kırmızı çizgili kısım olmasa ne olurdu (bu soruyu çok düşündüm)? Biraz daha açıklama yapabilir misiniz 3,99 olan bölüm ile ilgili ve neden 0,01'lik bir ihtimal bıraktınız? :roll:

[z]

Diyelimki besleme voltajı 100v. Moslarında 300V. Bu durumda kapasite voltajını 200v civarında sabitlemeye çalışırsan mosların sürekli olarak güvenli bölgede çalışmış olur. Kapasite voltajını sabitlmezsen voltaj alıp başını gider. (Beslemenin 2 katının daha da üstüne çıkar)

Relüktans motorları kutup sayısı azaltılmış relüktans tipi step motorlardır.
(Arada fark olduğunu sanmıyorum, relüktans tipi step motorlar pek piyasada yok)

Step motorlardaki rezonans sorunuyla relüktans motorlarda da karşılaşılma ihtimali var. Kırmızı kutu bu konuda da etkili olabilir.

Dump sönümleme ya da sönüm anlamına da geliyor. Burada voltajı söndürme sözkonusu, titreşimleri de söndürmek mümkündürr. Belirsizlik burda işte.

Orjinal dokümanda kırmızı bölüme kıyıdan köşeden değinilmiş olması lazım.

[sebo]

yanılıyorda olabilirim motorun çalışma sırasında yüksek akım çekmesini engellemek için kullanılıyor.

[musasu]

slm
devrede bobınlerın üzernde olusan ters gerılımlerın kısa devre etmede kırmızı bölgedekı sıstem kurulmus
bobın surme devrelerınde ders dıyot kullanmadakı mantık gıbı
tahmınen reluktans motorların vuruntulu çalısma sorunu ıle ılgılı bır çozüm gıbı gozukuyor
mosfer açması sırasında olusan ters akım kontrollü olarak bosaltılarak manyetık alanda keskın geçısler azaltılıyor boylece vuruntu önlenıyordur

[PhD]

Merhaba arkadaşlar, özür dilerim dün internete girme imkanım olmadı buğün bakabildim.

@Bunalmis hocam, biraz daha net anladım diye bilirim ama bir şey kafama takıldı. MOS 300V ise biz 100V ile çalışıyorsak bu kapasite ile voltajı 300V seviyesine çıkararak MOS'u riske atmış olmuyormuyuz?

Dün makaleyide buldum, aşağıdaki linkten indirebilirsiniz?

SR Motor Makale

[z]

Biz 100V u 200V a çıkarmak için uğraşmıyoruz, müdahale etmezsak Drain voltajının atıyorum 500V a çıkmasına engel oluyoruz.

[demovar]

@çömlekçiler,

blok çizimi verilen sürücünün matlab'da (büyük ihtimalle simulink'de) simulasyonunu yapacağını yazmışsın, ben daha önce benzer bir simulasyon yaptım,
Bu şemadaki SRM bloğu, yani motoru temsil eden bloğu matematiksel olarak temsil etmenin yolunu eğer düşünmediysen ben çok kısa bilgi vereyim:

bu motorlar B-H eğrisinin doyuma en yakın kısmında çalışırlar, bu verimlerini çok arttırır (highly non-linear, saturated motor),

ben simulasyonumda SRM'in Akıbağı - Pozisyon - Akım eğrilerinden oluşan 2D look-up table kullanmıştım,

eğer, B/H oranı, yani manyetik geçirgenlik sabit kabul edicem dersen işin kolay, motor geometrisinden hesaplayabilirsin,

ama B-H eğrisi ile lineer olmayan bir çözüm lazım dersen, ya test data'sı kullanmalısın, ya da iyi modellenmiş bir FEM analizinin sonuçlarını kullanmalısın.

sürücüde fuzzy logic bile var, motor bilgilerinin doğruluğundan emin olursan, sürücünün donanıma dair kısımlarına daha iyi odaklanabilirsin.

internetten "Fluxlinkage curve" + SRM diye aratırsan işine yarayacak motor data'sı bulabilirsin

kolay gelsin

[picusta]

Burdaki fuzzy logic kontrol blogu tamamen göz boyama bence.
Asil isi yapanlar sürücüdeki h.cont,  C.log bloklari.
Kaskat (Cascade) kontrolün felsefesi bu, en uçtakine bütün lineersizlikleri ve hizli hesaplamalari yüklemek.

tork dalgalanmasını Fuzzy Logic kullanarak minimize etmeye çalışıyorum

Bu dedigin kontrol semasi ile hiç örtüsmüyor.
Fuzzy Logic kontrol blogu hiz kontrolü yapiyor, çikisinda akim komutu var.
( Td-Tl )'nin dalgalanmasini engeleyemez.

Gerçekten Fuzzy logic ile bu isi halletmek istiyorsan h.cont blogunu da dahil etmelisin. Böylece bulanik kontrol blogunun 2 girisi olur.

Sirf Fuzzy logic kullanmak için tamamen lineer bir sistemi bu yöntemle kontrol eden bir hocayi hatirlatti. Tabii ki PID'den daha iyi performans alamaz.

Elektronik devre konusunda Cdump devresi yerine L-R lere parallel ters diyot baglarsak L/R zaman sabitimiz olur (akimini sönmesi için).
Seri C baglayinca bu sabit artiyor mu azaliyor mu onu hesaplayip bulmalisin (seri LCR).

PWM devresini nasıl kuracağımı ve fuzzy için işlemci mi yoksa bilgisayardan mı (delphi yada matlab düşünüyorum) kontrol edeceğimi daha karar vermedim.

Anladigim kadari ile herseyi kendin yapacagin (fuzzy, h.cont. C.log ve fet)

h.cont. C.log için mecburen islemci kullanacaksin. Bence en güzeli Aduc 7026 kullanman (Sitede deneme board PCB, sample nerden isteyebilirsin gibi bilgiler var).
Matlab'da sistemi (SRM) ve kontrol bloklarini modeleyeceksin (fuzzy, h.cont, C.log).
Modelledikten sonra kontrol bloguna sag tiklayip generate code dedin mi o  sana C olarak çikartir (Matlab'ina ilave toolboxlar gerekebilir). Akim döngüsü için epey hizli bir örnekleme olmali (L/R'ye göre). Bu islemleri fixed point'a yapmani tavsiye ederim, overflowlara dikkat.
Bulanik mantik blogunu ister matlab ister Aduc'e koy. Seri iletisim ile bilgisayarla baglanti kur...
Baska bir seçenekte VHDL üretip CPLD kullanamak, hizli hesaplamalar için gerekebilir.

Klasik yöntemle fonksyonlari kendin elle yazacaksin. zaten birinci seçenekte de belli bir yere kadar elle yazmalisin.  

(Bu arada makaleyi okumadim, sadece semalardan yorumluyorum yani hariçten gazel okuyorum, bu yüzden dediklerimin hepsi yanlis olabilir, veya zaten makalede anlatiliyordur. Ben olsam nasil yapardimi anlattim)

demovar'a:
Simulink modelini paylasabilirmisin? Modeli hem lineer hem non lineer mi yaptin?

[PhD]

...
(Bu arada makaleyi okumadim, sadece semalardan yorumluyorum yani hariçten gazel okuyorum, bu yüzden dediklerimin hepsi yanlis olabilir, veya zaten makalede anlatiliyordur. Ben olsam nasil yapardimi anlattim)
....

Selam @picusta, bu cümleyi yazmasaydınız biraz uzun bir yazı yazmak zorunda kalacaktım. Makaleyi okumayan biri olarak çözüm yollarınıza bir sözüm yok hatta bu kadar resim ile bu kadar yorumunuza bakarak fikirlerinize katılıyorum ve tebrik ediyorum. Ama burada asıl işi yapan bulanık mantık. Normalde piyasadaki bu büyük güçlerdeki SRM sürücülerin tork dalgalanmasını önlemek için PI veya PID kontroller kullanılıyor ama aşağıdaki resimlerden görüldüğü gibi bulanık kontrol ile ciddi iyilerştirme yapılmış. Ayrıca bende bu makaleden yola çıkarak başladığım için bu makale yapılmış bir proje hatta indeksli bir dergide yayınlanmış doktara tezi (IEEE sitesine bakabilirsiniz.) En büyük sorunum MATLAB. İyi seviyede bilmiyorum hep DELPHI ile çalıştım ama DELPHI ile bu işler çok zor. Neyse fazla uzatmayım Fuzzy ile ve normal teknik ile sonuçlar aşağıdaki gibidir.





Ayrıca @demovar arkadaşım, mümkünse bu dediğiniz bilgileri paylaşırsanız çok sevinirim.

@Bunalmis hocam, dediginizi anladım.

Cevaplar için herkese teşekkürler.

[picusta]

Makaleyi okudum.
Fakat yinede tam ikna olmadim.
3.5 sayfa yazida anlatacak fazla firsat yok tabii.
Daha önce bahsettigim hoca (Samsun muydu Trabzon muydu) üniversitede hoca. Adam makalesinde Fuzzy korektörünü lineer sisteme uygulamis ve yine ayni tarzda klasik korektörle karsilastirmis ve demiski flc daha iyi. (tabii klasik korektörünü iyi ayarlamazsan dedem de daha iyi yapar)
Halbuki teoride imkani yok. Neyse ki bu yazida FLC'lerin lineer sistemde avantajlari yok deniyor.
Fakat bu makale bana birkaç yazidan kesip yapistirilmis gibi geliyor, yani asil yayin bu değil. Fuzzy logic nedir anlatiliyor (makalenin yarisi zaten) sonra SRM'den bahsediliyor, denklemler, basitlestirilmis model..
Deneye ve sonuçlara çok az yer veriliyor, elde edilen sonuçlari açiklamak(neden böyle oldu, teori ile anlatilmasi) için neredeyse hiç bir gayret yok.
Elde edilen korektörün kalitesi hakkinda hiçbirsey yok, halbuki çesitli kriterlere bakilmali. Ancak böyle karsilastirma yapilabilir.
Bazen akademik ortamda "publish or perish" denilen olay ortaya çikiyor.
Bu makaleyi bosver, yapabiliyorsan kaynakçada 3. olarak belirtilen asil tez var. Bana sanki bütün hersey ondan alinmis gibi geldi, onu elde etmeye bak.
Bu hocalari bulabiliyorsan maketi nasil yaptiklarini sor (DSP'mi kullanmislar, hanig yazilim vs..). 98 senesinde yapilani bugün rahat rahat yaparsin.

IEEExplorer sitesi için forumda parola vardi. Bi ara kullanmistim, hala çalisiyormu diye bakmak lazim.
Matlab konusunu dert etme, help'inde birçok sey bulacaksin. Bir de Matlab 7.04 diye bi kitap vardi Prof.Dr. Ugur Arifoglu'nun ondan faydalanabilirsin. Gerçekten takilirsan elimizden geldigi kadar yardimci oluruz (forumda Matlab'la ilgilenen çok (mu?) )

[PhD]

Selam @picusta hocam,

Bu makele zaten asıl tezin konferans olarak sunulmuş halidir. En alttaki referansları incelerseniz bir sürü kaynaktan faydalanılmış. Yani tabiki asıl makale bu değil. O yüzden bende konuyu net anlayamıyorum. Ayrıca IEEE sitesini kullanabilmeniz için üye olmalısınız veya bir üye olan üniversite içinden bağlanmanız gerekiyor (ben öyle yapıyorum ).

Şu anda takıldığım noktalardan birisi C-Dump devresi idi biraz anladım. İkincisi MATLAB, artık takıldıkça buraya sorup cevap alacağız.

PID kontrolörü iyi ayarlamazsanız tabiki iyi sonuç alamazsınız demişsiniz, ne kadar fuzzy bildiğinizi bilmiyorum (bende çok iyi sayılmam yeni başladık bu konulara) şu anda inan FUZZY LOGIC ciddi anlamda çok daha iyi verimli ve kullanımı daha kolay (PID sisteme göre). Ayrıca Fuzzy'nin artık kullanılmadığı alan yok gibi.

Herkese cevaplar için tekrar teşekkürler.

Kolay gelsin.