SPEED CONTROL OF INDUCTION MOTOR BY MATRIX CONVERTER

Transkript

1 G.Ü. Fn Blml Dgs 17(): -7 (4) SSN G.U. Junal f Scnc 17():-7 (4) SPEED CONTROL OF NDUCTON MOTOR BY MATRX CONERTER İsmal COŞKUN*, Al SAYGN Gaz Ünsts, Tknk Eğtm Fakülts, Elktk Eğtm Bölümü, 5, Tknkkulla, Ankaa, TÜRKİYE -mal:cskun@gaz.du.t ABSTRACT n ths study, th smulatn sults cncnng spd cntl f th nductn mt by usng a matx cnt ha bn gn. Th fld ntd cntl tchnqu was pfd whl makng spd cntl f th nductn mt wth a matx cnt. O nmnal spd, th flux has bn waknd. Thf, dcasng magntc satuatn and hat dsspatn, tqu pductn and d ffcncy w mpd at th dsd spd. n d t pd unty pw fact f th unnng cnt, th spac cts f nput cunts and utput ltags w usd n th matx cnt. By usng th data takn fm th cntll, th qud swtchng sgnals f th matx cnt has bn pducd. Ths sgnals ha bn takn by usng th spac ct puls wdth mdulatn tchnqu. Paamts f 4 kw nductn mt ha bn usd n th smulatn pcss. Ky wds: Matx cnt, Spac ct mdulatn, nductn mt MATRİS KONERTER İLE ASENKRON MOTOR HZ DENETİMİ ÖZET Bu çalışmada, mats knt kullanılaak asnkn mt hız dntmn at blgsaya bnztm snuçlaı lmşt. Mats knt l mtun hız dntm yapılıkn alan yönlndml kntl tknğ tch dlmşt. Anma hızının üzndk hızlada alan zayıflatması yapılmıştı. Bu sayd stnn hızda, manytk dyum ısı kayıplaı azaltılaak mtda mmnt ütm süücü mllğ sağlanmıştı. Kntn sabt gş güç katsayısında çalışmasını sağlanmak çn, gş akımlaı l çıkış glmlnn uzay ktöl kullanılmıştı. Dntlycdn ld dln l kullanılaak mats kntdk yaıltkn anahtalaın çalışması çn gkl snyall ütlmşt. Bu snyall, uzay ktö dab gnşlk mdülasyn tknğ l ld dlmşt. Blgsaya tamında 4 kw lık asnkn mt paamtl sas alınaak bnztm çalışmalaı yapılmıştı. Anahta Klml: Mats knt, Uzay ktö mdülasyn, Asnkn mt 1. GİRİŞ Klask fkans kntl altnatf akım, dğu akıma tka altnatf akıma dönüştüülmktd. Klask kntld DC hat lması njnn dp dlms çn kndansatöl gksnm duyulmaktadı. Kndansatöün kullanım süs njy şaj dblm özllğ zamanla dğşm göstms kntd zamanla dğşk pblmln taya çıkmasına ndn lmaktadı. Enjnn dğudan dönüşümü çn glştln cyclcnt ld s akım glm ğlnd hamnkl luşması düşük fkanslada mmntt salınımlaa sbp lması mt hız kntlünd kaşılaşılan başlıca pblmld (1-). Mats kntl altnatf akımdan altnatf akıma dğudan dönüşüm yapan b kntd. Dğultma ünts bulunmadığı çn njnn şaj dlms çn kndansatö kullanımına gksnm duyulmaz. Asnkn 1. NTRODUCTON n classcal fquncy cnts, fst f all altnat cunt (AC) s cntd nt dct cunt (DC) and thn cntd back t altnat cunt. Bcaus f th DC ln n classcal cnts, capacts a qud t st th ngy. aatn n capact s usag duatn and ablty t chag th ngy ccasnally caus sm pblms. Dung dct tansf f ngy n cyclcnts, hamncs ccu n cunt and ltag wafms and caus tqu scllatn n lw fquncs, ths a th ntal pblms f th mt spd cntl (1-). Th matx cnt s a cnt, whch cnts altnat cunt fm ln altnat cunt. Bcaus f nt hang a ctf unt thy d nt nd a capact t st th ngy. Bcaus t lts lt th aatn f mmnt-spd f th nductn mt un n fu

2 4 G.U. J. Sc., 17(): -7 ( 4)/İsmal COŞKUN*, Al SAYGN mt mmnt-hız dğşmnd döt bölg d çalışmaya mkan dğ çn dğ kntl gö üstünlük sağlamaktadı. H k yöndd akım gçş lması, aynı zamanda k yönlü güç akışını da sağlamaktadı (4,5). Gş çıkış dalga şkllnn snüsdal lması kntl dlbl gş güç katsayısı, mats kntl lan lgy atımıştı (,7). Asnkn mt hızının mats knt l dntlnmsnd dğşk kntl tknkl kullanılmaktadı. Alan yönlndml kntl tknğ ntun dab gnşlk mdülasyn tknğ l blkt kullanılablmktd. Bu yöntm d, glm gş-çıkış dönüştüm anının maksmum dğ lan,8 ld dlms çn yaıltknln anahtalama sülnd, çıkış tml hamnk snyal l gş. hamnk snyal çıkış. hamnk snyalnn ştlkld kullanılmasını zunlu kılmaktadı (8). Mats kntd asnkn mtun dğudan ktö kntl yöntm l yapılan hız dntmnd uzay ktö dab gnşlk mdülasyn tknğ l blkt kullanılmaktadı (9). Bu yöntmd akı mmnt dğl hsaplanaak dğudan hız kntlü sağlanmaktadı. Akı dğ glm ya akım mdl kullanılaak bulunablmktd. Bu yöntm l düşük hızlada dntlm yapakn dğşmn yaaş lması hsaplama hatalaına sbp lmaktadı (). Yapılan bu çalışmada, alan yönlndml kntl yöntm kullanılaak asnkn mt hızının dntlnms sağlanmıştı. Mt faz akımlaı snkn ksn düzlmn aktaılmıştı. Alan yönlndml kntl yöntm kullanılaak hız dntm sağlanmış knd kullanılan yaıltkn lmanlaın anahtalama snyall uzay ktö dab gnşlk mdülasynu yöntm l ld dlmşt. Gş çıkış akım dalga şkllnn snüsadal lması, kntl dlbl gş güç katsayısı 4 bölg anahtalama fnksynlaına sahp lması sbbyl bu yöntm tch dlmşt.. ALAN YÖNLENDİRME KONTROL TEKNİĞİ Alan yönlndm kntl tknğnd mta at faz akım, glm akı fadl 9 faz faklı k düzlm aktaılmaktadı. Bu sayd asnkn mtun hız dntm yabancı uyatımlı dğu akım mtuna bnztlk bblndn bağımsız k düzlm luştuulmakta hız kntlü sağlanmaktadı. İk düzlm ndgnmş mta at stat t glm ştlkl d-q snkn ksn düzlmnd fad dlck lusa; quadants, t has adantags th th cnts. Th bdctnal passng f cunt, pds bdctnal t pass at th sam tm (4,5). Hang snusdal wafm f nput and utput was and cntllabl nput pw fact has ncasd th dmand f matx cnts (,7). Th a aus cntl tchnqus t us t cntl th nductn mt spd wth matx cnts. A fld ntd cntl tchnqu has bn usd wth ntun puls wth th mdulatn tchnqu. n ths mthd, n d t gt th maxmum alu f.8 f nput utput ltag at at swtchng duatns f smcnducts, nput. hamnc sgnal wth basc utput sgnal hamnc and th utput. hamnc sgnal has bn usd n th quatns (8). T mak spd cntl f th nductn mt wth matx cnt, th dct ct cntl mthd and spac ct puls wth mdulatn tchnqu a usd tgth (9). n ths mthd, flux and mmnt alus a calculatd and a usd dctly t cntl spd. Th flux alu can b fund by usng ltag cunt mdl. Usng ths mthd, at lw spds causs calculatn s du t slw aatn (). n ths study, th spd cntl f th nductn mt has bn pdd by usng th fld ntd cntl mthd. Mt phas cunts a tansfd t th synchnus axs plan. By usng th fld ntd cntl tchnqu, spd cntl has bn pdd and th swtchng sgnals f th smcnduct lmnts usd n th cnt a btand wth spac ct puls wdth mdulatn mthd. Ths mthd has bn pfd bcaus f hang snusdal wafm f nput utput cunt, cntllabl nput pw fact and patn n 4 quadant swtchng aa.. FELD ORENTED CONTROL n th fld ntd cntl tchnqu th -phas cunt, ltag and flux f th mt a tansfd t tw planswth 9 phas dffnc. Thf, th spd f th nductn mt can b cntlld lk a spaatly xctd dct cunt mt s that th tw ndpndnt plans a fmd and spd has bn cntlld. Stat and t ltag qualts f th mt ha bn ducd t tw plans and thy can b xpland n d-q synchnus axs plan as fllws. qs Rs qs pλ qs ω λ ds [1] ds Rs ds pλ ds ω λ qs [] ( ω ω ) d R q pλ q λ [] ( ω ω ) q R d pλd λ [4]

3 Spd Cntl f nductn Mt by Matx Cnt / Mats Knt l Asnkn Mt Hız Dntm 5 d. Yukaıdak ştlkld R s : stat b faz dncn, R : stata aktaılmış t b faz dncn, ω : snkn hızı, ω : t hızı p: tü patöünü fad tmktd. Aynı şkld akı ştlkl mmnt d fad dlck lusa; n ths quatns, R s : stat sstanc p phas, R : t phas sstanc tansfd t stat, ω : synchnus spd, ω : t spd and p: dat pat. Smlaly, flux qualts and mmnt can b xpssd as blw. λ qs L s qs Lm q [5] λ ds L s ds Lm d [] λ q L m qs L q [7] λ d L m ds L d [8] ( λ λ ) P L T m d qs q ds [9] L lmaktadı. Yukaıda k ştlkld L s : stat b faz At pus qualts, L s : stat phas nductanc, L : ndüktansını, L : stata aktaılmış t b faz t phas nductanc tansfd t th stat and L m : ndüktansını L m : tak ndüktansı fad tmktd. mutual nductanc. Alan yönlndml kntld, t akı ktöü λ n th fld ntd cntl, t flux ct λ dq dq can bbndn bağımsız λ d λ q ktölndn ccu by tw ndpndnt λ d and λ q cts. n d luşmaktadı. Mt hız dntmnd dntlnck t dcas th numb f th ats t unty, th flux dğşknln sayısının tk ndlms çn akı ct λ q s quald t z t cntl th spd f ktölndn λ q sıfıa ştln. Rt akı ktöünün mt. Th latn f t flux ct wth magntzatn cunt s statd as fllws; mıknatıslama akımı l lan lşks aşağıdak gb fad dlbl. λ λ d L m m Lm ds [1] Eş. 1 kullanılaak mıknatıslama akımı m λ L m yazılabl. Yukaıdak ştlkl kullanılaak mıknatıslama akımının kayma hızı mmnt l lşks fad dlck lusa Usng Eq. 1, magntzatn cunt can b wttn m L m λ. By usng th pus quatns, th latnshp btwn mmnt and slp spd dpnds n magntzatn cunt and can b gn as wll; P L T m ds qs L [11] L d m ds m [1] R dt 1 ω sl qs [1] L ds R lmaktadı. Elktmanytk mmnt ştlğ kullanılaak t hızının dğşm lktksl hız laak aşağıdak gb fad dlbl, Elctcal aatn f t spd can b xpssd as fllw.

4 G.U. J. Sc., 17(): -7 ( 4)/İsmal COŞKUN*, Al SAYGN Eş. 14 d T : lktmanytk mmnt, B: süütnm katsayısını, T : yük mmntn, j : atalt mmntn, P : mt kutup sayısını fad tmktd. Snkn hız, t hızı kayma hızının tplamına şt lup alan yönlndml kntld düzlm dönüşümlnd kullanılmaktadı. Bu duum fad dlck lusa, ω d ω P T B ω T dt P l [14] j n Eq.14, T : lctmagntc mmnt, B: fctn cffcnt, T l : lad tqu, j : mmnt f nta and P : numb f pls. Synchnus spd s qual t t spd and slp spd and t s usd n fld ntd cntl n d t plan tansfs. ω ωsl [15] θ θ θsl [1] Yukaıda ln ştlkl kullanılaak asnkn mtun kntlü sağlanmaktadı. Bu şlm çn fans hız l mt akımlaı kullanılaak Eş. 14 dn gçk hız bulunmakta, bu ln fakı alınaakta hız hatası bulunmaktadı. Hız sının tlaf dlms çn kntd yaıltkn anahtalaın m sül sıalamasının dğştlms gkmktd. nkn mtun alan yönlndml kntlün at uygulama şması Şkl 1 d lmşt. Usng th quatns ab, th spd cntl f th nductn mt s pdd. F ths patn, by usng fnc spd and mt phas cunts, al spd can b calculatd fm Eq. 14 and spd s btand by subtactn f ths alus. n d t cmpnsat ths spd, t s ncssay t chang th cnductn tm and swtchng d f th smcnduct swtch n th cnt. Th pactcal ccut abut th fld-ntd cntl f nductn mt s gn n Fgu 1. R S T * ω ω Spd Spd cntll / Hız kntll cntll P * qs * ds P P * q * d d, q, β * * β S PWM Matx Cnt Matx / Matx Cnt Knt Fld Fld Waknng / Alan Zayıflatma ω sl qs L ds R θ sl θ qs ds d, q θ, β β, β a, b, c a b c U W d dt θ θ nd. Mt /As. Mt Fgu 1. Blck dagam f th fld ntd cntl f nductn mt Şkl 1. Asnkn mtun alan yönlndml kntl uygulamasının blk dyagamı

5 Spd Cntl f nductn Mt by Matx Cnt / Mats Knt l Asnkn Mt Hız Dntm 7. MATRİS KONERTERDE UZAY EKTÖR MODÜLASYONU Mats kntd 9 adt çft yönlü yaıltkn anahtala bulunmaktadı. Anahtalama snyaln bağlı laak h çıkış fazı h gş fazı l bağlanablmktd. Bu duum Şkl d göstlmşt.. SPACE ECTOR MODULATON N MATRX CONERTER Th a 9 b-dctnal smcnduct swtchs n th matx cnt. Each utput phas can b cnnctd wth ach nput phas wth th swtchng sgnal. Ths s shwn n Fgu. S 1 S S A S R a S 4 U S T b c S 5 S S 7 B W nductn Mt /Asnkn Mt S 8 S 9 C Encd /Pzsyn Snsöü Fgu. Matx cnt ccut schm Şkl. Mats knt d şması Kntn bslms faz AC kaynaktan yapıldığı çn anahtalama snasında gş fazlaı knd aasında kısa d dlmmld. H çıkış fazı anahtalama süsnc h gş fazı l bağlanablmktd. Mats kntn çıkışında dğşk gnlk fkansta snyal ld dblmk çn Şkl d göstln 9 adt anahtaın dğu şkld anahtalanması gkmktd. Mats kntn anahtalanması sıasında 7 dğşk anahtalama kmbnasynu luşmaktadı (1). Bltln anahtalama kmbnasynlaı Çzlg 1 d lmşt. Çzlg 1 d gupta ln anahtalama kmbnasynlaında çıkış glmlnn uzay ktöünün faz açısı gş glmlnn uzay ktöünün faz açısına bağlıdı. Aynı şkld gş akımlaının uzay ktöünün faz açısı çıkış akımlaının uzay ktöünün faz açısına bağlıdı. H k ktöünd faz açılaının bağımsız dntlnnms sbbyl Çzlg 1 dk gup anahtalama kmbnasynlaı mats knt uzay ktö dab gnşlk mdülasyn tknğnd kullanılmamaktadı. Çzlg 1 d. gupta ln 18 adt anahtalama kmbnasynunda s çıkış glmlnn uzay ktöünün faz açısı gş glmlnn uzay ktöünün faz açısına bağlı dğld. Aynı şkld gş akımlaının uzay ktöünün faz açısı çıkış akımlaının uzay ktöünün faz açısından bağımsızdı. As cnts tak ngy fm -phas AC supply, th nput phass shuldn t b sht ccutd dung swtchng. Each utput phas can b cnnctd wth ach nput phas dung swtchng. n d t tak dffnt ampltud and fquncy sgnals at th utput f cnt, th 9 smcnduct swtchs n Fgu shuld b swtchd n th ght way. 7 dffnt swtchng cmbnatns cm ut dung th matx cnt swtchng (1). Ths swtchng cmbnatns a gn n Tabl 1. n Tabl 1, at th swtchng cmbnatn gn n Gup, th phas angl f th spac ct f utput ltags dpnd n th phas angl f th spac ct f nput ltags. Smlaly, th spac ct f phas angl f th nput cunts dpnds n th spac ct f phas angl f utput cunts. Th Gup swtchng cmbnatn cannt b usd n th matx cnt spac ct puls wth th mdulatn tchnqu bcaus phas angls f bth th ct cannt b cntlld ndpndntly. n Tabl 1, 18 swtchng cmbnatns a gn n Gup, th spac ct phas angl f utput ltags ds nt dpnd n th spac ct phas angl f nput ltags. Smlaly, th phas angl f th spac ct f nput cunts s ndpndnt fm th phas angl f spac ct f utput cunts.

6 8 G.U. J. Sc., 17(): -7 ( 4)/İsmal COŞKUN*, Al SAYGN Çzlg 1 d gupta ln anahtalama ktölnd s sıfı ktöl ld dlmktd. Knt çıkışından snüsdal snyall ld tmk çn anahtalama snasında sıfı gçşld bu guptak anahtalamala yapılmaktadı. Mats knt çıkışında uzay ktö dab gnşlk mdülasyn tknğn gö ttklm snyall ütblmk çn glm akımlaın uzay ktöl kullanılmaktadı. H anahtalama kmbnasynu çn akım glmn alacağı dğl faklıdı. Knt gş çıkış glml l gş çıkış akımlaının uzay ktöündk fadl yazılacak lusa; n Tabl 1, th swtchng ct gn n Gup, z cts a btand. n d t btan snusdal sgnals fm th cnt utput, dung swtchng at z cssng, th swtchng cmbnatns a usd. n d t pduc tgg sgnals accdng t th spac ct puls wdth mdulatn tchnqu at matx cnt utput, ltag and cunt spac cts a usd. F ach swtchng cmbnatn th alu f cunt and ltag a dffnt. Th cnt nput and utput ltags and nput utput cunts n spac cts can b wttn as fllws; j ( a a ) ab bc j ( a a ) AB BC ca CA jβ ( a a ) a b jβ ( a a ) A B C c [17] [18] [19] [] lmaktadı. : fazla aası gş glml uzay ktöünün faz açısını, : fazla aası çıkış glml uzay ktöünün faz açısını, β : gş faz akımlaı uzay ktöünün faz açısını β : gş faz akımlaı uzay ktöünün faz açısını fad tmktd. j j a, a uzay fazöln fad tmktd. Çzlg 1 d. guptak tüm anahtalama kmbnasynlaı çn çıkış fazla aası glmln uzay ktöl gş akımlaının uzay ktöl çzlbl. Kamaşık uzay düzlmnd tüm dğşknl düzlmd dğ almakta lup blşks glm akım blşk ktöln mktd. Bu duum Şkl t lmşt. n th ab quatns, : Phas angl f spac ct f phas t phas nput ltags, : Phas angl f spac ct f phas t phas utput ltags, β : phas angl f spac ct f nput phas cunts, β : phas angl f spac ct f utput phas cunts. j j a, a stats spac ct. n Tabl 1, f all f th swtchng cmbnatns n gup, spac cts f phas-t-phas utput ltags and spac cts f nput cunts can b dawn. At cmplx spac plan, all f th aabls tak a alu n tw plans and th sultant gs sultant ct f ltag and cunt. Ths stuatn s shwn n Fgu.

7 Spd Cntl f nductn Mt by Matx Cnt / Mats Knt l Asnkn Mt Hız Dntm 9 Tabl 1. Swtchng cmbnatns f spac ct mdulatn. Çzlg 1. Mats kntdk yaıltknln anahtalanma kmbnasynlaı Gup /Gup a b c # Ad A B C AB BC CA a b c β 1 - a b c ab bc ca A B C β - a c b - ca - bc - ab A C B - - 4/ -β - b a c - ab - ca - bc B A C - - -β / 4 - b c a bc ca ab C A B 4/ β / 5 - c a b ca ab bc B C A / β 4/ - c b a - bc - ab - ca C B A - - / -β 4/ 7 1 a b b ab - ab A - A / ab / / A -/ 8-1 b a a - ab ab - A A -/ ab / -/ A -/ 9 b c c bc - bc A - A / bc / / A / 1 - c b b - bc bc - A A -/ bc / -/ A / 11 c a a ca - ca - A A / ca / / A 7/ 1 - a c c - ca ca A - A -/ ca / -/ A 7/ 1 4 b a b - ab ab B - B / ab 5/ / B -/ 14-4 a b a ab - ab - B B -/ ab 5/ -/ B -/ 15 5 c b c - bc bc B - B / bc 5/ / B / 1-5 b c b bc - bc - B B -/ bc 5/ -/ B / 17 a c a - ca ca - B B / ca 5/ / B 7/ 18 - c a c ca - ca B - B -/ ca 5/ -/ B 7/ 19 7 b b a - ab ab C - C / ab / / C -/ -7 a a b ab - ab - C C -/ ab / -/ C -/ 1 8 c c b - bc bc C - C / bc / / C / -8 b b c bc - bc - C C -/ bc / -/ C / 9 a a c - ca ca - C C / ca / / C 7/ 4-9 c c a ca - ca C - C -/ ca / -/ C 7/ 5 a a a - - b b b c c c - - 7, 8, 9 β, 5, 8 β 4, 5, '' ' 1,, 1, 4, 7 ' '',, 9 1,, 4, 5,,, 9 1, 4, 7 7, 8, 9 (a), 5, 8 Fgu. ltag and cunts spac cts Şkl. Glm akımlaın kamaşık uzay ktöünd göstlş a) Spac cts and phas angl f utput ltags btwn ln phass/ Fazla aası çıkış glmlnn u b) zay ktöl faz açısı c) Spac cts and phas angl f nput phas cunts /Gş faz akımlaının uzay ktöl faz açısı (b)

8 7 G.U. J. Sc., 17(): -7 ( 4)/İsmal COŞKUN*, Al SAYGN Şkl d uzay ktölnd 1, 9-1,-,.- 9 laak smlndln duumla Çzlg 1 dk guptak anahtalama kmbnasynlaının uzay ktölnd aldıklaı yl göstmktd. Mats kntd yaıltknln b önklm zamanı çsnd k anahtalama sül sıalamasının bllnms çn Şkl t göstln glm akım uzay ktölndn yaalanılı. Çzlg 1 d 1 l smlndln anahtalama duumunun uzay ktöündk yn bulmak çn bu anahtalama kmbnasynundak fazla aası glml kullanılı. AB BC CA n Fgu, th spac cts 1,,,9 and 1,-,,-9 shw th plac f swtchng cmbnatns at spac cts n Gup. Th ltag and cunt spac cts n Fgu a usd t dcd th swtchng duatn and at f th matx cnt smcnduct f ach sampl tm. n d t shw th spac cts f 1 swtchng stuatn n Tabl 1, phas-t-phas ltags a usd n ths swtchng cmbnatn. ab ab [1] lmaktadı. Çıkış glmlnn glm uzay ktöündk fads bulunulacak lusa, ltag spac cts f utput ltags a fund as blw: [ a a ] ABCs AB BC d. Mats kntn gş akımlaının uzay ktöü h anahtalama duumu çn çıkaılması gk. Çzlg 1 d. bölgd 1 l fad dln anahtalama duumu çn gş akımının uzay ktöündk dğ bulunacak lusa; a b ABCs c ab CA j [] nput cunt spac ct f th matx cnt must b takn ut f y swtchng pstn. n Tabl 1, gup, f th swtchng pstn symblzd by 1, th nput cunt alu n spac ct s fund as blw: A A [] lu. abcs abcs thn, [ a ab a c ] A j [4] bulunu. Glm ktöü 1. bölg d kn anahtalama lmanlaının ltm sül bulunması çn; As ltag ct s at 1. aa, cnductn duatn f swtchng lmnts s fund by, x sn sn ' x sn cs [5] []

9 Spd Cntl f nductn Mt by Matx Cnt / Mats Knt l Asnkn Mt Hız Dntm 71 y sn [7] y '' sn sn cs [8] d. Sstmn dngl b kaynaktan bslndğ düşünüldüğünd glm ştlklkl aşağıda k gb fad dlbl. f th systm s suppld by a balancd suc, th ltag qualts can b xpland as fllws: δ δ sn ' ca ab 1 [9] δ δ '' ca ab 4 sn [] Akım ktöü 1. bölgd kn anahtalama lmanlaının ltm süs bulunacak lusa; f th cunt ct s at 1. aa, th cnductn duatn f th swtchng lmnts can b fund as blw, sn x [1] sn sn cs x ' [] sn y [] sn sn cs y '' [4] δ sn ' A 1 [5] δ sn '' A [] δ sn ' B 4 [7] δ sn '' B [8]

10 7 G.U. J. Sc., 17(): -7 ( 4)/İsmal COŞKUN*, Al SAYGN lmaktadı. Mats kntn çıkışında stnn fkans glmn gnlğ ld tmk çn h b anahtalama lmanının ltm süs yukaıdak ştlkldn bulunacak lusa, δ 1 sn n d t btan th fquncy and ltag ampltud qud at matx cnt utput, th cnductn duatn f swtchng tm f ach pd s fund by th ab quatns: sn δ sn sn δ4 sn sn δ sn sn [9] [4] [41] [4] d. Çıkış glmnn uzay ktöünün -/ / gş glm uzay ktöünün / lması duumu çn ln çözümün dğ faz açısı dğl çnd çözülms gkmktd. 4. SİMÜLASYON ÇALŞMALAR Blgsaya tamında smülasyn çalışmalaı yapılıkn; 4 kw, 8, kutuplu sncap kafsl asnkn mta at paamtl baz alınmıştı. Blgsayada k bnztm çalışmalaı C/C pgamı kullanılaak yapılmış ld dln l at çzml Matlab pgamı l gçklştlmşt. Hız dntlycs laak P dntlyc kullanılmıştı. Smülasyn çalışmalaında 1 khz d anahtalamala yapılmış snuçlaı lmşt. Gln fans lktksl hız l g bslmdn ld dln lktksl hız kıyaslanaak dntm yapılmıştı. Uygulamada önc Hz fans blgs glmş mtun, s d gln fkans dğndk lktksl hıza ulaşması sağlanmıştı. Çalışma sıasında mtun yüksüz laak kalkınması baz alınmıştı. Mtun yük altındak çalışma duumu Hz çn kntn kullanılan dntlycnn tpksn gömk amaçlı laak mt,. s d kalkındıktan sna,4, s l aasında 1 N.m lk yük bağlanaak fans l gçk hız, mmnt, faz akımlaı snkn ksn düzlmn (d-q) aktaılmış mt faz akımlaı dğl Şkl 4 t Şkl 5 d lmşt. F th utput ltag spac ct -/ / and th nput ltag spac ct /, th gn sult shuld b sld n anth phas angl alu. 4. SMULATON STUDES Whl makng smulatn studs n cmput, paamts blngng t a squt caq nductn mt f 4 kw, 8 and pls w takn nt cnsdatn. Th smulatn studs n th cmput w mad usng th C/C pgamm and th data btand fm th smulatn was dawn usng th matlab pgam. P was usd as spd cntl. F th smulatn studs, th swtchng cmbnatns w dn at 1 khz, and th sults w gn. nput fnc lctcal spd and utput lctcal spd w cmpad and cntlld. n th pactc, fst, th fnc nfmatn was ntd as Hz and th mt was pdd t ach th lctcal spd at.5 fguny alus. Aft that btwn.4-. s, wth 1 Nm ladd, cunt, spd, phas cunts and mt phas cunts alu at synchnal axs plan (d-q) w gn Fgus 4 and 5.

11 Spd Cntl f nductn Mt by Matx Cnt / Mats Knt l Asnkn Mt Hız Dntm Akım (A) Cunt (A) tm (s) zaman (s) Fgu 4. Th phas cunts f th mt ladd at Hz. Şkl 4. Mtun Hz d yükt çktğ faz akımlaı (Açısal hız 15. ad/s) Spd (ad/s) Tqu (N.m) Cunt(A) a,b,c Cunt(A) d,q tm (s) Fgu 5. Th study pstn f mt ladd 1 Nm btwn.4 s -. s Şkl 5. Mtun.4 s. s l aası 1 N.m yük altında çalışma duumu ( Hz ad/s)

12 74 G.U. J. Sc., 17(): -7 ( 4)/İsmal COŞKUN*, Al SAYGN Açısal hız (ad/s) Mmnt (N.m) Akım (A) a,b,c Akım (A) d,q zaman (s) Fgu. Th pstn f ncasng th fquncy fm Hz t 4 Hz Şkl. Fkansın Hz dn 4 Hz y (15. ad/s-51. ad/s) yüksltlms duumu Mtun dğşk hızlada çalıştıılması amacıyla fkans Hz dn 4 Hz y yüksltlmş, bu duum Şkl da lmşt. Mt lk, s d kalkındığı, l.5 sanyld bşta çalıştığı,5 l,8 s ld s stnln yn hız dğn yüksldğ sas alınaak smülasyn yapılmıştı. Şkl da fans hız l gçk hız lk bölümd göstlmşt. İknc bölümd mtda luşan mmnt, üçüncü bölümd s çalışmanın sy sıasındak mt faz akımlaı lmşt. Sn bölümd s d-q düzlmn aktaılmış mt akımlaı lmşt. Mtun çkmş lduğu akımladan b faza at hamnk analz Şkl 7 d lmşt. Şkl 7 d göülcğ üz düşük fkanslada akımladak hamnk blşnl küçük dğlkl lmaktadı. Mt akımlaı nclndğnd, yüklü çalışmada daha düzgün akım çklmkt hamnk blşnl daha düşük dğlkl lmaktadı. n d f th mt t wk at aabl spd, fquncy was ncasd fm Hz t 4 Hz, whch s shwn n Fgu. Th mt statd fst at. scnds, wkd fly btwn. and.5 scnds, and ncasd t th tagt spd that was th bass f th smulatn. n Fgu, th fnc spd and cunt spd s shwn n th fst pat. n th scnd pat th mmnt f th mt, n th thd pat th mt phas cunts whl wkng da gn. n th last pat, th mt cunts a gn n th d-q plan. Th hamnc analyss f a phas f th mt cunts s gn at Fgu 7. As t can b sn n Fgu 7, th hamnc cmpund f th cunts n th lw fquncs a small alus. As th xamn f mt cunts, cunts a m smth at full lad and hamnc cmpund a at lw alus.

13 Spd Cntl f nductn Mt by Matx Cnt / Mats Knt l Asnkn Mt Hız Dntm Ampltud (A) Fquncy (Hz) Fgu 7. Th hamnc analyss f a phas f th mt cunt Şkl 7. Mtun çktğ akımladan b faza at hamnk analz 5. SONUÇ Yapılan bu çalışma l asnkn mt hız dntmnn mats knt l dntlnmsn at blgsaya bnztm snuçlaı lmşt. Alan yönlndml kntldn ld dln l kullanılaak mats kntn anahtalanması sağlanmıştı. Knt çıkışında, l 5 Hz aasında ayalanan fans fkanslada, P dntlycd aynı katsayılaın kullanılması duumunda mt hızında salınımla mydana glmşt. Mt kaktstğnn dğusal lmaması mt dnamk dnklmln luştuan dğşknln hız l lşks lması kullanılan P dntlyc katsayılaına tk ttğ göülmüştü. En y P katsayılaının ld dlms çn yapay zka uygulamalaına htyaç duyulmakta lup ğtm şlm gçklştlmld. Eğtm şlmndn ld dln l kullanılaak uygun P pamtl ld dlbl. Yapılan bnztm çalışmalaının snucunda, mats kntn yapısal laak asnkn mt hız dntm çn uygun lduğu luşan hamnkln küçük dğlkl lması sbbyl lk dönmd ndüstyl uygulamalada kullanılablcğ bu çalışma l göstlmşt. 5. CONCLUSON n ths study, th smulatn sults f th nductn mt spd cntl wth matx cnt ha bn gn. By usng datum s, takn fm th fld ntd cntl tchnqu, th swtchng f th matx cnt has bn pdd. At th cnt utput fnc fquncy adjustd btwn -5 Hz, scllatn n th mt spd, f t s cmpad wth P cntll ccud. Bcaus nnlna mt chaactstcs, a nt ln and mt dynamc quatn aabls a latd wth th spd th P cntllng cffcnt has bn afctd. n d t ha th bst P cffcnt, t s ncssay t ha atfcal ntllgnc pactc whch qus tanng. By usng th datum f th tanng pcss, sutabl P paamts can b btand. As a sult f th smulatn studs, t s shwn that th matx cnt s sutabl f nductn mt spd cntl and bcaus th hamncs a at lttl alus, bcaus thy can b usd n ndustal applcatns n th fllwng yas.

14 7 G.U. J. Sc., 17(): -7 ( 4)/İsmal COŞKUN*, Al SAYGN REFERENCES / KAYNAKLAR 1. Nlsn, P., Blaabjg, F. and Pdsn, J.K., Nw ptctn ssus f a matx cnt: dsgn cnsdatns f adjustabl-spd ds, ndusty Applcatns, EEE Tansactns n, lum 5, ssu 5: (1999).. Watanab, E., sh, S., Yamamt, E., Haa, H. Jun-K Kang and Haa, A.M., Hgh pfmanc mt d usng matx cnt, Adancs n nductn Mt Cntl (Rf. N. /7), EE Smna: 7/1-7/ ().. Bs, B. K., Mdn Pw Elctncs and AC Ds, Pntc Hall, Nw Jsy, (). 4. Mlanc, M. and Dbaj, B., A nl unty pw fact cctn pncpl n dct AC t AC matx cnts, Pw Elctncs Spcalsts Cnfnc, 9th Annual EEE, lum 1: (1998). 5. Sunt, S. and Cla, J.C., A tu fu quadant matx cnt nductn mt d wth s pfmanc, Pw Elctncs Spcalsts Cnfnc, 7th Annual EEE, lum 1: (199).. Zgl,M., and Hfmann, W., mplmntatn f a tw stps cmmutatd matx cnt, Pw Elctncs Spcalsts Cnfnc, PESC 99. th Annual EEE, lum 1: (1999). 7. Syung Km; Sung-KSul, and Lp,T.A., AC/AC pw cnsn basd n matx cnt tplgy wth undctnal swtchs ndusty Applcatns, EEE Tansactns n, lum, ssu 1: (). 8. Sunt, S. and Altun, H., A mthd f calculatng smcnduct lsss n th matx cnt, Mdtanan Elct Tchncal Cnfnc, MELECON 98, lum : 1-14 (1998). 9. Casad, D., Sa, G., and Tan, A., Th us f matx cnts n dct tqu cntl f nductn machns ndustal Elctncs Scty, ECON '98, Pcdngs f th 4th Annual Cnfnc f th EEE, lum, (1998). 1. Casad, D., Gand, G., Sa, G. and Tan, A., Spac ct cntl f matx cnts wth unty nput pw fact and snusdal nput/utput wafms, Pw Elctncs and Applcatns, Ffth Eupan Cnfnc n, lum 7, (199). Rcd/ Glş Tah:.4. Accptd/ Kabul Tah: 8.1.