Prediktivno upravljanje sinkronim motorom s unutarnjim trajnim magnetima s ciljem minimiziranja elektromagnetskih gubitaka : doktorski rad - Jerčić, Tino (Tino Jerčić; Fakultet elektrotehnike i računarstva, 2018)
U radu je opisan sustav upravljanja sinkronog stroja s trajnim magnetima s ciljem primjene u elektriˇcnoj vuˇci. Zahtjev koji se postavlja na upravljaˇcki sustav elektriˇcnim strojem u vucˇi je osigurati slijed¯enje referentne vrijednosti momenta uz minimizaciju elektromagnetskih gubitaka. Minimizacija gubitaka sinkronog stroja s trajnim magnetima postiže se prikladnim izborom vektora struje. Takod¯er, odabirom vektora struje osigurano je i postizanje referentne vrijednosti momenta. Uz minimizaciju gubitaka i slijed¯enje referentne vrijednosti momenta uz dobar dinamicˇki odziv, zadatak sustava upravljanja je i osigurati siguran rad sustava i zadovoljenje ograniˇcenja napona i struje. Sustav upravljanja sinkronim motorom s unutarnjim trajnim magnetima s ciljem minimizacije gubitaka i uz osiguranje rada motora unutar ograniˇcenja predstavljen u radu kaskadne je strukture upravljanja podijeljene na tri zasebna elementa. Prvi element predstavlja raˇcunski uˇcinkovit postupak proraˇcuna referentnih vrijednosti struja u d i q osi koje rezultiraju minimalnim gubicima pri zadanom momentu i brzini vrtnje motora. Druga i tre´ca komponenta algoritma upravljanja služe za adaptaciju izlaza iz algoritma minimizacije gubitaka kako bi se osigurao rad motora unutar ograniˇcenja. Druga komponenta, upravitelj referenci mijenja referentne struje u svrhu izbjegavanja zasi´cenja strujnih regulatora i nadmodulacije bez gubitka performansi upravljanja ˇcime se smanjuju gubici pri naglim promjenama momenta karakteristiˇcnima u vuˇci. Tre´ca komponenta izvedena je u obliku upravljanja utemeljenog na prediktivnim modelima kojim se garantira rad motora unutar limita i minimalni gubici u podruˇcju slabljenja polja. Predloženi algoritam upravljanja zamišljen je kao raˇcunski uˇcinkovit dodatak postoje´cem klasiˇcnom vektorskom upravljanju sinkronim motorom s unutarnjim trajnim magnetima u cilju poboljšanja performansi. Polazište razvoja algoritma upravljanja je prikladan matematiˇcki model sinkronog stroja s trajnim magnetima. Model je zapisan u obliku naponskih jednadžbi stroja i jednadžbe momenta u dvoosnom rotiraju´cem dq sustavu. Pojednostavljeni model koji se koristi prilikom razvoja algoritama ukljuˇcuje i model elektromagnetskih gubitaka stroja. Gubici u namotima se u ovom modelu raˇcunaju kao omski gubici na otporu namota pri ˇcemu se zanemaruje utjecaj potiskivanja struje u vodiˇcu ili efekt blizine. Gubici u željezu raˇcunaju se preko nadomjesnog otpora, što rezultira pogrešnom procjenom gubitaka pri optere´cenju. U radu je prikazano detaljno istraživanje gubitaka u željezu izraˇcunatih simulacijama temeljenima na metodi konaˇcnih elemenata i gubitaka dobivenih obradom mjerenja na sinkronom stroju s unutarnjim trajnim magnetima. Prikazan je i novi empirijski model za proraˇcun gubitaka u željezu kojim je greška u procjeni gubitaka smanjena u odnosu na klasiˇcan model gubitaka. Predstavljeni sustav upravljanja ispitan je kroz raˇcunalne simulacije i ispitivanja na stvarnom sustavu, i to na dva razliˇcita tipa sinkronih strojeva: na sinkronom stroju s trajnim magnetima na površini rotora op´ce namjene i sinkronom stroju s unutarnjim trajnim magnetima projektiranom za elektriˇcnu vuˇcu. Kljuˇcne rijeˇci: Sinkroni motor s trajnim magnetima, slabljenje polja, minimizacija gubitaka, upravitelj referenci, optimalno upravljanje