haku: @keyword ohjaus / yhteensä: 46
viite: 17 / 46
Tekijä:Sainio, Veli-Matti
Työn nimi:Hybridiaskelmoottorin mallinnus ja ohjaus nosturisovelluksessa
Modelling and control of a hybrid stepping motor in a crane application
Julkaisutyyppi:Diplomityö
Julkaisuvuosi:2010
Sivut:viii + 62 s. + liitt. 19      Kieli:   fin
Koulu/Laitos/Osasto:Elektroniikan, tietoliikenteen ja automaation tiedekunta
Oppiaine:Tehoelektroniikka   (S-81)
Valvoja:Luomi, Jorma
Ohjaaja:Salomäki, Janne
Elektroninen julkaisu: http://urn.fi/URN:NBN:fi:aalto-201203131409
OEVS:
Sähköinen arkistokappale on luettavissa Aalto Thesis Databasen kautta.
Ohje

Digitaalisten opinnäytteiden lukeminen Aalto-yliopiston Harald Herlin -oppimiskeskuksen suljetussa verkossa

Oppimiskeskuksen suljetussa verkossa voi lukea sellaisia digitaalisia ja digitoituja opinnäytteitä, joille ei ole saatu julkaisulupaa avoimessa verkossa.

Oppimiskeskuksen yhteystiedot ja aukioloajat: https://learningcentre.aalto.fi/fi/harald-herlin-oppimiskeskus/

Opinnäytteitä voi lukea Oppimiskeskuksen asiakaskoneilla, joita löytyy kaikista kerroksista.

Kirjautuminen asiakaskoneille

  • Aalto-yliopistolaiset kirjautuvat asiakaskoneille Aalto-tunnuksella ja salasanalla.
  • Muut asiakkaat kirjautuvat asiakaskoneille yhteistunnuksilla.

Opinnäytteen avaaminen

  • Asiakaskoneiden työpöydältä löytyy kuvake:

    Aalto Thesis Database

  • Kuvaketta klikkaamalla pääset hakemaan ja avaamaan etsimäsi opinnäytteen Aaltodoc-tietokannasta. Opinnäytetiedosto löytyy klikkaamalla viitetietojen OEV- tai OEVS-kentän linkkiä.

Opinnäytteen lukeminen

  • Opinnäytettä voi lukea asiakaskoneen ruudulta tai sen voi tulostaa paperille.
  • Opinnäytetiedostoa ei voi tallentaa muistitikulle tai lähettää sähköpostilla.
  • Opinnäytetiedoston sisältöä ei voi kopioida.
  • Opinnäytetiedostoa ei voi muokata.

Opinnäytteen tulostus

  • Opinnäytteen voi tulostaa itselleen henkilökohtaiseen opiskelu- ja tutkimuskäyttöön.
  • Aalto-yliopiston opiskelijat ja henkilökunta voivat tulostaa mustavalkotulosteita Oppimiskeskuksen SecurePrint-laitteille, kun tietokoneelle kirjaudutaan omilla Aalto-tunnuksilla. Väritulostus on mahdollista asiakaspalvelupisteen tulostimelle u90203-psc3. Väritulostaminen on maksullista Aalto-yliopiston opiskelijoille ja henkilökunnalle.
  • Ulkopuoliset asiakkaat voivat tulostaa mustavalko- ja väritulosteita Oppimiskeskuksen asiakaspalvelupisteen tulostimelle u90203-psc3. Tulostaminen on maksullista.
Sijainti:P1 Ark Aalto  1381   | Arkisto
Avainsanat:hybrid stepping motor
modelling
control
oscillatory torque
flux weakening
crane
hybridiaskelmoottori
mallinnus
ohjaus
vääntömomenttivärähtely
kentänheikennys
nosturi
Tiivistelmä (fin): Tämä työ käsittelee virtaohjetaulukon avulla ohjatun hybridiaskelmoottorin käyttöä nosturisovelluksessa.
Pääpaino on moottorin mallintamisella ja kentänheikennysalueen ohjauksella.
Sinimuotoisilla virroilla syötetty hybridiaskelmoottori tuottaa vääntömomenttiin värähtelyn, joka voidaan kompensoida muokkaamalla vaihevirtoja sopivasti.
Työssä tutkitussa moottorikäytössä värähtelyn kompensoivat vaihevirrat on tallennettu taulukkoon vääntömomenttiohjeen ja roottorin asennon funktiona.
On havaittu, että moottorin tuottama vääntömomentti pienenee nopeuden funktiona tietyn nopeuden jälkeen.
Tämä johtuu siitä, että välipiirin jännite ei enää riitä toteuttamaan vääntömomenttiohjeen mukaisia vaihevirtoja roottorin kestomagneetin synnyttämän vastasähkömotorisen voiman vuoksi.
Vastasähkömotorisen voiman vaikutus voidaan kompensoida käyttämällä demagnetoivaa virtaa, mikä pienentää staattorivuon pitkittäiskomponenttia.
Tätä kutsutaan kentänheikennykseksi.

Moottorille johdettiin dynaaminen kaksiakselimalli, joka oletettiin rautahäviöttömäksi ja magneettisesti lineaariseksi.
Mallinnusta varten moottorin induktanssit ja kestomagneetin vaihekäämeihin synnyttämät käämivuot mitattiin roottorin asennon funktiona.
Vääntömomenttimittausten perusteella mallin todettiin kuvaavan moottorin toimintaa melko hyvin.
Kentänheikennysaluetta tarkasteltiin samalla tavoin kuin avonapaisen kestomagneettitahtikoneenkin kentänheikennysaluetta voidaan tarkastella.
Moottorimallin perusteella johdettiin yhtälöt, joilla voidaan laskea roottorikoordinaatistossa esitetyn virtavektorin komponentit nopeuden ja vääntömomenttiohjeen funktiona kentänheikennysalueella.
Lisäksi laskettiin virtavektorin komponentit, jotka maksimoivat koneen tuottaman vääntömomentin kentänheikennysalueella, kun toimitaan moottorikäytön virtarajalla.
Lopuksi ehdotetaan mittausmenetelmää virtaohjetaulukon avulla ohjatun hybridiaskelmoottorin kentänheikennysalueen testaamiseen käytännössä.
Tiivistelmä (eng): This thesis deals with a hybrid stepping motor controlled by means of a current lookup table in a crane application.
The emphasis is on modelling the motor and motor control in the flux weakening region.
A hybrid stepping motor supplied with sinusoidal phase currents produces torque oscillations, but the oscillations can be suppressed by shaping the currents properly.
In the motor drive discussed in this thesis, the phase current references are stored in a lookup table as functions of the torque reference and rotor position.
It has been observed that above a certain speed, the torque of the machine decreases as a function of the speed.
The permanent magnet flux induces a back electromotive force, which increases with the speed, and the DC-link voltage fails to fulfil the current references at high speeds.
The impact of the back electromotive force can be compensated by applying flux weakening, i.e. by using a demagnetizing current component for decreasing the direct-axis stator flux.

A dynamic two-axis model was derived for the motor, omitting both iron losses and magnetic saturation for simplicity.
For the motor model, the inductances and permanent magnet flux linkages were measured as functions of the rotor position.
The accuracy of the model is satisfactory according to the torque measurements of the motor.
The flux weakening approach is similar to the one used for salient-pole permanent magnet synchronous machines.
Based on the motor model, equations were derived for the current vector components as functions of the torque reference and motor speed.
Moreover, the torque maximizing current vector was calculated when operating on the current limit of the motor drive in the flux weakening region.
Finally, a method is proposed for testing the flux weakening in a hybrid stepping motor drive controlled by means of a current lookup table.
ED:2010-04-07
INSSI tietueen numero: 39406
+ lisää koriin
INSSI