The Simulation of Space Vector Modulated Direct Torque Control ofPermanent Magnet Synchronous Motor

Sabit Mıknatıslı Senkron Motorun Uzay Vektör Modülasyonlu Doğrudan Moment Kontrolünün Benzetimi

Abstract

In parallel to the recent developments in microprocessors technology and production of strong magnets theinterest on Permanent Magnet Syncronous Motors (PMSM) increases continuously. PMSM are begun to be usedin industrial driver set ups instead of asynchronous motors which were used commonly before. Today PMSM areused in different applications such as elevators, washing machines, electrical vehicles, fans, pumps andautomation technologies. In PMSM, Field Oriented Control and Direct Torque Control (DTC) are used as vectorcontrol methods. In DTC, stator flux and torque are directly controlled using a suitable switching strategy for theinverter. With the use DTC in driver systems, a better dynamic response and a flexible control which areexpected in modern driver systems is obtained. DTC is realized in two ways namely hysteresis and space vectormodulation. DTC method with space vector modulation is commonly used since it gives an opportunity forinverter to work at a constant switching frequency. In this study, the simulation of PMSM s DTC with spacevector modulation is generated with Matlab/Simulink and the results are discussed. According to the simulationresults, it is observed that PMSM controlled by DTC with space vector modulation has stable action in a widespeed range which is requested from modern drivers systems and fast torque response for variable load states.

Özet

Günümüzde mikroişlemci teknolojisindeki gelişmeler ve güçlü mıknatısların üretilmesine bağlı olarak SabitMıknatıslı Senkron Motorların (SMSM) kullanımı giderek artmaktadır. Önceleri endüstriyel sürücü sistemlerdeyaygın olarak kullanılan asenkron motorların yerini artık SMSMler almıştır. SMSMler günümüzde asansörler,çamaşır makineleri, elektrikli araçlar, fanlar, pompalar, otomasyon teknolojileri vb. birçok alanda yaygın birşekilde kullanılmaktadır. SMSMlerde vektör kontrol yöntemleri olarak Alan Yönlendirmeli Kontrol veDoğrudan Moment Kontrolü (DMK) kullanılmaktadır. DMKda stator akısı ve moment, inverter için uygun biranahtarlama stratejisinin kullanılması ile doğrudan kontrol edilmektedir. Sürücü sistemlerde DMKnınkullanılması ile modern sürücü sistemlerden istenen iyi bir dinamik cevap ve esnek bir kontrol yapısı eldeedilmektedir. DMK, histerezis ve uzay vektör modülasyonlu olmak üzere iki faklı şekilde gerçekleştirilmektedir.Uzay vektör modülasyonlu DMK yöntemi inverterin sabit anahtarlama frekansında çalışmasına imkân sağlamasınedeniyle yaygın bir şekilde kullanılmaktadır. Bu çalışmada SMSMnin uzay vektör modülasyonlu DMKsınınMatlab/Simulink benzetimi yapılmış ve elde edilen sonuçlar irdelenmiştir. Benzetim sonuçlarından, uzay vektörmodülasyonlu DMK ile kontrol edilen SMSMnin, modern sürücü sistemlerden istenen geniş bir hız aralığındakararlı çalışma ve değişken yük durumları için hızlı moment cevabına sahip olduğu görülmektedir.