&kldqj ระบบขับเคลื่อนมอเตอร์เหนี่...
TRANSCRIPT
วารสารวศวกรรมศาสตร
ม ห า ว ท ย า ล ย เ ช ย ง ใ ห ม
51 Received 9 February 2016Accepted 11 April 2016
7435-6
50
รบ 22 ก.ย. 58 ตอบรบ 11 เม.ย. 59
[18] อรวรรณ ภชยวฒนานนท , สรตน โคมนทร, วลลภา ไชยยงค, และดรณวลย วโรดมวจตร. คนอวนกบสมรรถภาพรางกาย: เปรยบเทยบกบผทมน าหนกปกตในหญงไทย. วารสารคลนกอาหารและโภชนาการ, 2550; (1): 30-40.
[19] Wimer, B., McDowell, T.W., Xu, X.S., Welcome, D.E., Warren, C., Dong, R.G. Effects of gloves
on the total grip strength applied to cylindrical handles. International Journal of Industrial
Ergonomics, 2010; 40: 574-583. [20] จตพล พสฏฐศกด และ อลาวณย กลชาตชย. พฤตกรรมทไมปลอดภยของคนงานในงานกอสรางอาคารขนาดใหญใน
เขตจงหวดกรงเทพมหานครและปรมณฑล. 2557; 56-64.
รบ 9 ก.พ. 59 ตอบรบ 11 เม.ย. 59
ระบบขบเคลอนมอเตอรเหนยวน ำไฟฟำสองเฟสชนดพำรำมเตอรไมสมมำตรทมกำรท ำงำนสจตภำค
A Drive System of Asymmetrical Two – phase Induction Motor with Four Quadrant Operation
วชรนทร พรมคณ1,* นำว รจดำมพ1 และ วจตร กณเรศ1
Watcharin Promkhun1,*, Navee Rujidam1 and Vijit Kinnares1 1คณะวศวกรรมศาสตร สถาบนเทคโนโลยพระจอมเกลาเจาคณทหารลาดกระบง เขตลาดกระบง กรงเทพมหานคร 10520
1Faculty of Engineering, King Mongkut’s Institute of Technology Ladkrabang, Ladkrabang, Bangkok, 10520, Thailand
*E-mail : [email protected], Tel: 66801695177, Fax: 6623298330
บทคดยอ บทความนเสนอการจ าลองระบบขบเคลอนมอเตอรเหนยวน าไฟฟาสองเฟสชนดพารามเตอรไมสมมาตรดวยการ
ท างานไดสจตภาค ระบบประกอบดวยคอนเวอรเตอรสองสวน โดยสวนแรกเปนคอนเวอรเตอรฝงกรดทใชคอนเวอรเตอร หนงเฟสฟลบรดจสามารถสงถายก าลงไฟฟาสองทศทาง โดยใชวธควบคมเวกเตอรทมการรกษาระดบแรงดนไฟตรงเชอมโยงใหคงท ส าหรบสวนทสองเปนคอนเวอรเตอรทางฝงมอเตอรเปนอนเวอรเตอรชนดแหลงจายแรงดนสองเฟสสามกงถกควบคมโดยใชการควบคมความถสลปส าหรบควบคมความเรวแบบปอนกลบ โดยระบบทน าเสนอถกจ าลองโดยใชโปรแกรมส าเรจรป MATLAB/Simulink ผลการจ าลองแสดงใหเหนวาระบบสามารถขบเคลอนไดสจตภาค ปรบปรงคณภาพก าลงไฟฟาของ กรด ซงกระแสกรดเขาใกลเคยงรปคลนไซน คาตวประกอบก าลงไฟฟาเขาใกลหนง และยงชวยประหยดพลงงานไฟฟาในชวงการเบรกของมอเตอรโดยการคนพลงงานเขาสกรดแทนทจะสลายพลงงานทความตานทานของการเบรกแบบไดนามกแบบเดม
ABSTRACT This paper proposes the simulation of an asymmetrical two–phase induction motor drive system with four quadrant operations. The system is composed of two converters. The first part is a grid side converter which is a single-phase full bridge converter able to transfer bidirectional power flow. The control is based on a vector control method providing constant dc link voltage. The second part is a machine side converter which is a two- phase three legs voltage source inverter controlled by slip frequency control for closed loop speed control. The proposed system is simulated by using MATLAB/Simulink software package. The simulation results show that the system can operate in four quadrants, improve power quality of grid and save energy during motor braking interval by feeding power back to the grid instead of dissipating power on a resistor which is a conventional dynamic braking type.
1. บทน ำ ในปจจบนมอเตอรเหนยวน าไฟฟาเฟสเดยวแบบตว
เกบประจเปนทนยมใชกนภายในทพกอาศยอยางแพรหลาย
แตเนองดวยมอเตอรเหนยวน าไฟฟาเฟสเดยวแบบตวเกบประจมสมรรถนะต าและเกดแรงบดกระเพอมสงจงไดท าการดดแปลงเปนมอเตอรเหนยวน าไฟฟาชนดสองเฟส
7435-6
ว.พรมคณ น.รจดามพ และ ว.กณเรศ
52
โดยถอดตวเกบประจออก แลวจายแรงดนไฟฟาแยกทขดลวดหลกและขดลวดชวย ซงแรงดนของสองขดลวดท ามมตางกน 90 องศา [1] การขบเคลอนมอเตอรเหนยวน าไฟฟามหลายประเภท อาทเชน การขบเคลอนมอเตอรเหนยวน าไฟฟาสองเฟสดวยวธควบคมเสนแรงแมเหลก โรเตอรตามแนวแกนดวยวธการแบบทางออม [2] เปนวธการทซบซอนและยงยากตอการควบคมเนองจากตองมการควบคมกระแสไฟฟาสองแกน รวมทงควบคมความเรว งานวจย [2] เหมาะกบงานทตองการความละเอยด สวนการควบคมมอเตอรเหนยวน าไฟฟาดวยวธการควบคมความถสลป [3] เปนงานวจยทเหมาะกบงานทตองการความเรยบงายและไมตองการความละเอยดทมาก ซงในทนจะเลอกใชวธน เนองจากงายตอการควบคม เทคนคการสวตชในทนจะใชการมอดเลตความกวางพลสของสญญาณดวยสเปซเวกเตอรวธคลนพาหชนดแรงดนไฟฟาไมสมมาตร [4] โดยวธการมอดเลตความกวางพลสของสญญาณดวยสเปซเวกเตอรวธคลนพาหนเปนวธทเรยบงายไมยงยาก สวนการควบคมของคอนเวอรเตอรฝงกรดจะใชการควบคมแบบเวกเตอรโดยใชการควบคมแรงดนไฟตรงเชอมโยงใหคงท [5-6] ซงงานวจยนเปนการผนวกเอาระบบสองระบบจากคอนเวอรเตอรฝงกรด [5-6] มาเชอมตอกบอนเวอรเตอรฝงเชอมตอมอเตอร[3] ท าใหระบบสามารถขบเคลอนไดสจตภาคโดยทสาระส าคญอยทชวงเวลาการเบรกของมอเตอรชวงเวลานมประโยชนอยางมากซงสามารถคนพลงงานกลบสระบบและยงปรบปรงตวประกอบก าลงของกรดไดซงแตกตางจากการขบเคลอนโดยทวไปทใชคอนเวอรเตอรฝงกรดชนดบรดจไดโอดซงไมสามารถคนพลงงานสกรดในขณะทมอเตอรเกดการเบรก และยงมปญหาในเรองของกระแสกรดทรปคลนไมเปนสญญาณไซน
2. ระบบขบเคลอนทน ำเสนอ
ระบบขบเคลอนมอเตอรเหนยวน าสองเฟสชนดท างานสจตภาคนประกอบไปดวย คอนเวอรเตอรฝงกรด คอ คอนเวอรเตอรสงผานก าลงไฟฟาสองทศทาง ซงใช
เทคนคการควบคมแบบเวกเตอรทควบคมแรงดนไฟตรงเชอมโยงใหคงท และคอนเวอรเตอรฝงมอเตอร คอ อนเวอรเตอรแหลงจายแรงดนสองเฟสสามกงทใชเทคนคการควบคมมอเตอรแบบควบคมความถสลป ระบบขบเคลอนมอเตอรแสดงในรปท 1
1S
2S
3S
4S
5S
6S
7S
8S
9S
10S
Lsi
sv
sqsi
sdsdcV
si
sv
dcV
shaftTr
r
CON I CON II
C
*dcV
*r
TPIMi
รปท 1 วงจรก าลงและวงจรควบคมของระบบขบเคลอนมอเตอร
3. คอนเวอรเตอรฝงกรด
ในทนเลอกใชคอนเวอรเตอรชนดสงผานก าลงไฟฟาไดสองทศทางวงจรก าลงและวงจรควบคมแสดงดงรปท 2
และ 3
1S
2S
3S
4S
Lsi
sv
dcV
CON I
conv
convI invI
cI
C
รปท 2 วงจรก าลงของคอนเวอรเตอรชนดสงผาน
ก าลงไฟฟาสองทศทาง
52 53
743
โดยถอดตวเกบประจออก แลวจายแรงดนไฟฟาแยกทขดลวดหลกและขดลวดชวย ซงแรงดนของสองขดลวดท ามมตางกน 90 องศา [1] การขบเคลอนมอเตอรเหนยวน าไฟฟามหลายประเภท อาทเชน การขบเคลอนมอเตอรเหนยวน าไฟฟาสองเฟสดวยวธควบคมเสนแรงแมเหลก โรเตอรตามแนวแกนดวยวธการแบบทางออม [2] เปนวธการทซบซอนและยงยากตอการควบคมเนองจากตองมการควบคมกระแสไฟฟาสองแกน รวมทงควบคมความเรว งานวจย [2] เหมาะกบงานทตองการความละเอยด สวนการควบคมมอเตอรเหนยวน าไฟฟาดวยวธการควบคมความถสลป [3] เปนงานวจยทเหมาะกบงานทตองการความเรยบงายและไมตองการความละเอยดทมาก ซงในทนจะเลอกใชวธน เนองจากงายตอการควบคม เทคนคการสวตชในทนจะใชการมอดเลตความกวางพลสของสญญาณดวยสเปซเวกเตอรวธคลนพาหชนดแรงดนไฟฟาไมสมมาตร [4] โดยวธการมอดเลตความกวางพลสของสญญาณดวยสเปซเวกเตอรวธคลนพาหนเปนวธทเรยบงายไมยงยาก สวนการควบคมของคอนเวอรเตอรฝงกรดจะใชการควบคมแบบเวกเตอรโดยใชการควบคมแรงดนไฟตรงเชอมโยงใหคงท [5-6] ซงงานวจยนเปนการผนวกเอาระบบสองระบบจากคอนเวอรเตอรฝงกรด [5-6] มาเชอมตอกบอนเวอรเตอรฝงเชอมตอมอเตอร[3] ท าใหระบบสามารถขบเคลอนไดสจตภาคโดยทสาระส าคญอยทชวงเวลาการเบรกของมอเตอรชวงเวลานมประโยชนอยางมากซงสามารถคนพลงงานกลบสระบบและยงปรบปรงตวประกอบก าลงของกรดไดซงแตกตางจากการขบเคลอนโดยทวไปทใชคอนเวอรเตอรฝงกรดชนดบรดจไดโอดซงไมสามารถคนพลงงานสกรดในขณะทมอเตอรเกดการเบรก และยงมปญหาในเรองของกระแสกรดทรปคลนไมเปนสญญาณไซน
2. ระบบขบเคลอนทน ำเสนอ
ระบบขบเคลอนมอเตอรเหนยวน าสองเฟสชนดท างานสจตภาคนประกอบไปดวย คอนเวอรเตอรฝงกรด คอ คอนเวอรเตอรสงผานก าลงไฟฟาสองทศทาง ซงใช
เทคนคการควบคมแบบเวกเตอรทควบคมแรงดนไฟตรงเชอมโยงใหคงท และคอนเวอรเตอรฝงมอเตอร คอ อนเวอรเตอรแหลงจายแรงดนสองเฟสสามกงทใชเทคนคการควบคมมอเตอรแบบควบคมความถสลป ระบบขบเคลอนมอเตอรแสดงในรปท 1
1S
2S
3S
4S
5S
6S
7S
8S
9S
10S
Lsi
sv
sqsi
sdsdcV
si
sv
dcV
shaftTr
r
CON I CON II
C
*dcV
*r
TPIMi
รปท 1 วงจรก าลงและวงจรควบคมของระบบขบเคลอนมอเตอร
3. คอนเวอรเตอรฝงกรด
ในทนเลอกใชคอนเวอรเตอรชนดสงผานก าลงไฟฟาไดสองทศทางวงจรก าลงและวงจรควบคมแสดงดงรปท 2
และ 3
1S
2S
3S
4S
Lsi
sv
dcV
CON I
conv
convI invI
cI
C
รปท 2 วงจรก าลงของคอนเวอรเตอรชนดสงผาน
ก าลงไฟฟาสองทศทาง
*dcV
dcV
*esdi+ -
+-
PI PI
PI+
-* 0esqi
esq mLi V
esdLi
esdv
esqv
edq
sdq
econdv
econqv
SPWMscondv
CON I-
edq
sdq
PLL sv
4sTe
sissd si i
ssqi
esqi
esdi
+-
+
รปท 3 วงจรควบคมของคอนเวอรเตอรชนดสงผานก าลงไฟฟาสองทศทาง
จากรปท 3 ในสวนของพจน decoupling และ
แพลนตของกระแสไฟฟากรด สามารถสรางไดจากสมการท (1)
0 0
0 0 0
e e econd sd sdme e econq sq sq
v i iV Ls R Lv i iLs R L
(1) โดยท e
condv , econqv คอ แรงดนไฟฟาของคอนเวอร
เตอรแกนดและแกนควทกรอบอางองหมน esdi , e
sqi คอ กระแสไฟฟากรดแกนดและแกนควทกรอบอางองหมน
คอความเรวทางไฟฟา mV คอคายอดของแรงดนไฟฟา กรด L คอคาความเหนยวน าไฟฟาของตวเหนยวน า R
ค อค าความตานทานแฝงในตวเห น ยวน า s ค อตวด าเนนการอนพนธในโดเมน s
ซงรปท 3 เปนระบบการควบคมของคอนเวอรเตอรฝงกรดทมการควบควบคมแรงดนไฟตรงเชอมโยง เพอน าค า ท ไดไป ควบ คมกระแสไฟ ฟ าก รดแกน ด ส วนกระแสไฟฟากรดแกนควควบคมใหมคาเทากบศนยเนองจากระบบทน าเสนอควบคมแตก าลงไฟฟาจรง
จากความสมพนธของก าลงไฟฟาคอนเวอรเตอรสามารถเขยนไดดงสมการท (2)
2
e esd sd
conv dc convi V
P V I (2)
จากสมการท (2) น า มาเขยนใหมจะได
2 2
e e esd sd sd m
convdc dc
i V i VI
V V (3)
จากรปท 2 ใช กฎกระแสของเครชฮอฟฟ จะได
c conv invI I I (4)
แรงดนไฟฟาทตกครอมตวเกบประจในโดเมน s สามารถเขยนไดดงน 1
dc cV IsC
(5)
เมอ convP คอก าลงไฟฟาของคอนเวอรเตอร esdV คอ
แรงดนไฟฟากรดแกนดทกรอบอางองหมน dcV คอแรงดนไฟตรงเชอมโยง convI คอ กระแสไฟฟาของคอนเวอรเตอร invI คอ กระแสไฟฟาของอนเวอรเตอร cI คอ กระแสไฟฟาของตวเกบประจ และ C คอคาความจไฟฟาของตวเกบประจ สวนมมทใชควบคมแรงดนไฟฟากรด และกระแสไฟฟากรด สามารถค านวณไดจากการท างานของ เฟสลอกลป ซงบลอกไดอะแกรมของเฟสลอกลปสามารถแสดงไดดงรปท 4
จากสมการท (2) – (5) เปนสมการทชวยในการเขยนแพลนตของแรงดนไฟตรงเชอมโยง
+
-
1s
MOD
+-
( 1)pp ip
ip
k sTsT
4sTe
edq
sdq
2
2 f
sv
ssqv
ssdv
esqv
* 0esqv
PI Controller Integrator
Modulator
รปท 4 บลอกไดอะแกรมการท างานของเฟสลอกลป
เฟสลอกลปสามารถค านวณหาคา ppk และ ipk ได
จากสมการท (6) – (8)
tan( )PM
ipp
T
(6)
ว.พรมคณ น.รจดามพ และ ว.กณเรศ
54
2
2( ) 1p ip
pp
p ip
Tk
T
(7)
ppip
ip
kk
T
(8)
โดยท คอ อตราการสวนการหนวง มคาเทากบ 0.5912 PM คอ มมเฟสมารจน มคาเทากบ 54.3 องศา
p คอ แบนดวดท มคาเทากบ 392.4244 เรดยน/วนาท ipT คอ อตราสวนของ ppk กบ ipk ppk คอตวชด เชยแบบส ด ส วนของ เฟสล อก ลป ม ค า เท ากบ 318.6818 และ ipk คอตวชดเชยแบบอนทเกรตของเฟสลอกลปมคาเทากบ 89863 ซงวาดแผนภาพโบเดของเฟสลอคลปทรวมผลของตวชดเชยพไอไดดงรปท 5
-40
-20
0
20
40
60
Mag
nit
ud
e (
dB
)
101 102 103 104-180
-135
-90
Ph
ase (
deg
)
Bode DiagramGm = -Inf dB (at 0 rad/sec) , Pm = 54.3 deg (at 392 rad/sec)
Frequency (rad/sec) รปท 5 แผนภาพโบเดของระบบควบคมเฟสลอกลปทรวม
ผลของตวชดเชยพไอ
4. กำรออกแบบระบบควบคมของคอนเวอรเตอรฝงกรด
สมการแพลนตกระแสไฟฟากรดไดมาจากการเขยนสมการท (1) การออกแบบระบบควบคมวงเปดของกระแสสามารถออกแบบไดดงรปท 6 โดยทระบบควบคมจะประกอบไปดวยตวควบคมพไอ และ แพลนตของกระแสไฟฟากรด ซงพารามเตอรคาแกนดและแกนควเปนคาเดยวกน ระบบนท าหนาทควบคมกระแสไฟฟากรดแกนดคว
( 1)pi ii
ii
k sTsT
PI Controller
+
-
1
1ii
RsT
Plant
ei*ei
รปท 6 บลอกไดอะแกรมของระบบควบคมกระแสของคอนเวอรเตอรทมการรวมตวชดเชยพไอ
เมอก าหนดให
iiLTR
(9)
สามารถออกแบบหาคา pik กบ iik โดยใชวธก าจดโพลไดจากสมการท (10) - (11)
pi pk L (10)
ii pk R (11)
โดยท pik คอ ตวชดเชยแบบสดสวนของลปกระแส มคาเทากบ 5.8864 iik คอ ตวชดเชยแบบอนทเกรตของลปกระแส มคาเทากบ 39.2424 และ iiT คอ อตราสวนของ pik กบ iik สามารถวาดแผนภาพโบเดไดดงรปท 7 พบวา p มคาเทากบ 392 เรเดยน/วนาท ซงตรงตามคาทค านวณไว
-10
0
10
20
30
40
50
60
Ma
gn
itu
de
(d
B)
100
101
102
103
-89.9999
-89.9999
-89.9998
-89.9998
-89.9997
Ph
as
e (
deg
)
Bode DiagramGm = Inf , Pm = 90 deg (at 392 rad/sec)
Frequency (rad/sec) รปท 7 แผนภาพโบเดของระบบควบคมกระแสทรวมผล
ของตวชดเชยพไอ
สมการแพลนตแรงดนไฟตรงเชอมโยงไดมาจากการเขยนสมการท (2) - (5) การออกแบบระบบควบคมแรงดนไฟตรงเชอมโยงสามารถออกแบบไดดวยการใชระบบควบคมชนดวงเปดโดยผลตอบสนองความถ
54 55
743
2
2( ) 1p ip
pp
p ip
Tk
T
(7)
ppip
ip
kk
T
(8)
โดยท คอ อตราการสวนการหนวง มคาเทากบ 0.5912 PM คอ มมเฟสมารจน มคาเทากบ 54.3 องศา
p คอ แบนดวดท มคาเทากบ 392.4244 เรดยน/วนาท ipT คอ อตราสวนของ ppk กบ ipk ppk คอตวชด เชยแบบส ด ส วนของ เฟสล อก ลป ม ค า เท ากบ 318.6818 และ ipk คอตวชดเชยแบบอนทเกรตของเฟสลอกลปมคาเทากบ 89863 ซงวาดแผนภาพโบเดของเฟสลอคลปทรวมผลของตวชดเชยพไอไดดงรปท 5
-40
-20
0
20
40
60
Mag
nit
ud
e (
dB
)
101 102 103 104-180
-135
-90
Ph
ase (
deg
)
Bode DiagramGm = -Inf dB (at 0 rad/sec) , Pm = 54.3 deg (at 392 rad/sec)
Frequency (rad/sec) รปท 5 แผนภาพโบเดของระบบควบคมเฟสลอกลปทรวม
ผลของตวชดเชยพไอ
4. กำรออกแบบระบบควบคมของคอนเวอรเตอรฝงกรด
สมการแพลนตกระแสไฟฟากรดไดมาจากการเขยนสมการท (1) การออกแบบระบบควบคมวงเปดของกระแสสามารถออกแบบไดดงรปท 6 โดยทระบบควบคมจะประกอบไปดวยตวควบคมพไอ และ แพลนตของกระแสไฟฟากรด ซงพารามเตอรคาแกนดและแกนควเปนคาเดยวกน ระบบนท าหนาทควบคมกระแสไฟฟากรดแกนดคว
( 1)pi ii
ii
k sTsT
PI Controller
+
-
1
1ii
RsT
Plant
ei*ei
รปท 6 บลอกไดอะแกรมของระบบควบคมกระแสของคอนเวอรเตอรทมการรวมตวชดเชยพไอ
เมอก าหนดให
iiLTR
(9)
สามารถออกแบบหาคา pik กบ iik โดยใชวธก าจดโพลไดจากสมการท (10) - (11)
pi pk L (10)
ii pk R (11)
โดยท pik คอ ตวชดเชยแบบสดสวนของลปกระแส มคาเทากบ 5.8864 iik คอ ตวชดเชยแบบอนทเกรตของลปกระแส มคาเทากบ 39.2424 และ iiT คอ อตราสวนของ pik กบ iik สามารถวาดแผนภาพโบเดไดดงรปท 7 พบวา p มคาเทากบ 392 เรเดยน/วนาท ซงตรงตามคาทค านวณไว
-10
0
10
20
30
40
50
60
Ma
gn
itu
de
(d
B)
100
101
102
103
-89.9999
-89.9999
-89.9998
-89.9998
-89.9997
Ph
as
e (
deg
)
Bode DiagramGm = Inf , Pm = 90 deg (at 392 rad/sec)
Frequency (rad/sec) รปท 7 แผนภาพโบเดของระบบควบคมกระแสทรวมผล
ของตวชดเชยพไอ
สมการแพลนตแรงดนไฟตรงเชอมโยงไดมาจากการเขยนสมการท (2) - (5) การออกแบบระบบควบคมแรงดนไฟตรงเชอมโยงสามารถออกแบบไดดวยการใชระบบควบคมชนดวงเปดโดยผลตอบสนองความถ
วเคราะหและออกแบบระบบควบคมไดดงรปท 8 โดยทระบบควบคมประกอบไปดวยตวควบคมพไอ และแพลนตของแรงดนไฟตรงเชอมโยง ระบบนท าหนาทควบคมแรงดนไฟตรงเชอมโยงใหรกษาระดบแรงดนใหคงทตามตองการ
( 1)pv iv
iv
k sTsT
PI Controller
+
- 2m
dc
VV Cs
Plant
dcV*dcV
รปท 8 บลอกไดอะแกรมของระบบควบคมแรงดนไฟตรงเชอมโยงของคอนเวอรเตอรทมการ
รวมตวชดเชยพไอ
สมการการหาคา pvk กบ ivk ไดดงสมการท (12) – (14) tan( )PM
ivcv
T
(12)
* 2
2
2( ) 1dc cv iv
pv
m cv iv
V C TkV T
(13)
pv
iviv
kk
T
(14)
โดยท PM คอ มมเฟสมารจน มคาเทากบ 54.3 cv คอ แบนดวดท มคาเทากบ39.2424เรเดยน/วนาท *
dcV คอแรงดนไฟตรงเชอมโยงอางอง ivT คอ อตราสวนของ pvk กบ ivk pvk คอตวชดเชยแบบสดสวนของแรงดนเชอมโยงไฟตรงมคาเทากบ 0.6658 ivk คอตวชดเชยแบบอนทเกรตของแรงดนเชอมโยงไฟตรง มคาเทากบ 18.7741 สามารถวาดแผนภาพโบเดไดดงรปท 9
พบวา p มคาเทากบ 39.2 เรเดยน/วนาท และ PM
เทากบ 54.3 ซงตรงตามคาทค านวณไว
-20
0
20
40
60
Ma
gn
itu
de
(d
B)
100
101
102
103
-180
-135
-90
Ph
as
e (
deg
)
Bode DiagramGm = -Inf dB (at 0 rad/sec) , Pm = 54.3 deg (at 39.2 rad/sec)
Frequency (rad/sec) รปท 9 แผนภาพโบเดของระบบควบคมแรงดนไฟตรงท
รวมผลของตวชดเชยพไอ
5. คอนเวอรเตอรฝงมอเตอร
ในทนเลอกใชอนเวอรเตอรชนดสองเฟสสามกงส าหรบขบมอเตอรเหนยวน าไฟฟาชนดสองเฟสซงใชการควบคมความเรวดวยการปรบสลปโดยวงจรก าลงและวงจรควบคมถกแสดงในรปท 10 และ 11 โดยทรปท 11 ประกอบไปดวยตวควบคมชนดพไอ และลมตเตอรเพอแปลงคาเปนความเรวสลปเชงมมน าไปบวกกบความเรว โรเตอรของมอเตอรทเปนองศาทางไฟฟาท าใหเกดคาความเรวซงโครนสเชงมม ไปปรบอตราสวนแรงดนและหามมไปควบคมอนเวอรเตอร สวนมอเตอรทใชในการจ าลอ งผล ใชแบบ จ าลอ งมอ เต อ รข องโป รแกรมMATLAB/Simulink ใน ท น ก าห น ด ให s
dsi เ ป นกระแสไฟฟามอเตอรของขดลวดหลก และ s
qsi เปนกระแสไฟฟามอเตอรของขดลวดชวย
TPIM
5S
6S
7S
8S
9S
10S
sqsi
sdsi
2dcV
shaftTr
CON II
2dcV
0
ab
c
รปท 10 วงจรก าลงของอนเวอรเตอรชนดสองเฟสสามกง
ว.พรมคณ น.รจดามพ และ ว.กณเรศ
56
2P
*s
+
+
r
sl
Limiter
Pole pairs
Look uptable
Integrator
*qV*
dV+- dcV
2 Phases 3 -legs VSI
TPIM
dsiqsi
*
m Encoder
PI Controller
+
-
( 1)p i
i
k sTsT
*r
r
รปท 11 วงจรควบคมของอนเวอรเตอร ชนดสองเฟสสามกง
การควบคมความเรวโดยการปรบสลป สมมตให
ระดบเสนแรงแมเหลกไฟฟาและแรงบดทางแมเหลกไฟฟาสงสดสามารถถกสรางไดทความถสลปต าๆ โดยทความถ สลปต าเปนสดสวนโดยตรงกบแรงบดทางแมเหลกไฟฟา ซ ง เข ยนสมการความสมพน ธ ระหวางแรงบ ดทางแมเหลกไฟฟากบความเรวสลปไดดงสมการท (15)
e t slT k (15)
eT คอแรงบดทางแมเหลกไฟฟา sl คอความเรวสลป tk
คอคาคงท จากกฎของนวตนพบวาแรงบดทางแมเหลกไฟฟาม
คาเทากบผลคณของโมเมนตความเฉอยกบความเรงเชงมมดงนน สามารถเขยนสมการความสมพนธระหวางแรงบดทางแมเหลกไฟฟากบความเรวโรเตอรในโดเมน s เมอละเลยการพจารณาการรบกวนของแรงบด ไดดงสมการท (16) e
rTJs
(16)
r คอ ความเรวเชงมมของโรเตอร J คอ โมเมนตความเฉอยของมอเตอร eT คอแรงบดทางแมเหลกไฟฟา s คอตวด าเนนการอนพนธในโดเมน s
อนเวอรเตอรชนดสองเฟสสามกงในบทความนเลอกใชเทคนคการสวตซแบบการมอดเลตความกวางพลสของสญญ าณดวยส เปซ เวก เตอ รว ธค ลนพาห ชนดแรงดนไฟฟาไมสมมาตร รปคลนการมอดเลตถกแสดงในรปท 12 โดยมแรงดนไฟฟามลฐานของแตละกงทมการชดเชยแรงดนไฟฟาล าดบศนยดงสมการท (17) – (19)
0 2*pi-1
0
1
0 2*pi-Vdc
0
VdcVd
0 2*pi-Vdc
0
VdcVq
รปท 12 การมอดเลตความกวางพลสของสญญาณดวยสเปซเวกเตอรวธคลนพาห
0,1 0sin( )2
dca
MVv t v (17)
0,1 0sin( )
2 2dc
bMVv t v
(18)
0,1 0sin( )
2dc
cMVv t v
(19)
0,1abcv คอแรงดนไฟฟาสวชชงทความถมลฐานเฟส a b c ตามล าดบ โดยเทยบจากจดกงกลางของแรงดน ไฟตรงเชอมโยง M คอ ดชนการมอด เลต dcV คอแรงดนไฟตรงเชอมโยง คอ มมการเลอนแรงดนกง b มคาเทากบ 0.448 เรดยน ซงหาไดจากสมการท (20) [7] 12 tan ( )
2
(20)
0v คอ แรงดนไฟฟาสวชชงเฉลยทความถมลฐานของเฟส a, b, c โดยเทยบจากจดกงกลางของแรงดนไฟตรงเชอมโยง โดย 0v สามารถหาไดจากสมการท (21) * * * * * *
0max( , , ) min( , , )
2a b c a b cv v v v v vv
(21)
*av , *
bv และ *cv คอแรงดนไฟฟามลฐานเฟส a, b และ c
6. กำรออกแบบระบบควบคมของคอนเวอรเตอรฝงมอเตอร
การออกแบบระบบควบคมสามารถออกแบบไดดงรปท 13
56 57
743
2P
*s
+
+
r
sl
Limiter
Pole pairs
Look uptable
Integrator
*qV*
dV+- dcV
2 Phases 3 -legs VSI
TPIM
dsiqsi
*
m Encoder
PI Controller
+
-
( 1)p i
i
k sTsT
*r
r
รปท 11 วงจรควบคมของอนเวอรเตอร ชนดสองเฟสสามกง
การควบคมความเรวโดยการปรบสลป สมมตให
ระดบเสนแรงแมเหลกไฟฟาและแรงบดทางแมเหลกไฟฟาสงสดสามารถถกสรางไดทความถสลปต าๆ โดยทความถ สลปต าเปนสดสวนโดยตรงกบแรงบดทางแมเหลกไฟฟา ซ ง เข ยนสมการความสมพน ธ ระหวางแรงบ ดทางแมเหลกไฟฟากบความเรวสลปไดดงสมการท (15)
e t slT k (15)
eT คอแรงบดทางแมเหลกไฟฟา sl คอความเรวสลป tk
คอคาคงท จากกฎของนวตนพบวาแรงบดทางแมเหลกไฟฟาม
คาเทากบผลคณของโมเมนตความเฉอยกบความเรงเชงมมดงนน สามารถเขยนสมการความสมพนธระหวางแรงบดทางแมเหลกไฟฟากบความเรวโรเตอรในโดเมน s เมอละเลยการพจารณาการรบกวนของแรงบด ไดดงสมการท (16) e
rTJs
(16)
r คอ ความเรวเชงมมของโรเตอร J คอ โมเมนตความเฉอยของมอเตอร eT คอแรงบดทางแมเหลกไฟฟา s คอตวด าเนนการอนพนธในโดเมน s
อนเวอรเตอรชนดสองเฟสสามกงในบทความนเลอกใชเทคนคการสวตซแบบการมอดเลตความกวางพลสของสญญ าณดวยส เปซ เวก เตอ รว ธค ลนพาห ชนดแรงดนไฟฟาไมสมมาตร รปคลนการมอดเลตถกแสดงในรปท 12 โดยมแรงดนไฟฟามลฐานของแตละกงทมการชดเชยแรงดนไฟฟาล าดบศนยดงสมการท (17) – (19)
0 2*pi-1
0
1
0 2*pi-Vdc
0
VdcVd
0 2*pi-Vdc
0
VdcVq
รปท 12 การมอดเลตความกวางพลสของสญญาณดวยสเปซเวกเตอรวธคลนพาห
0,1 0sin( )2
dca
MVv t v (17)
0,1 0sin( )
2 2dc
bMVv t v
(18)
0,1 0sin( )
2dc
cMVv t v
(19)
0,1abcv คอแรงดนไฟฟาสวชชงทความถมลฐานเฟส a b c ตามล าดบ โดยเทยบจากจดกงกลางของแรงดน ไฟตรงเชอมโยง M คอ ดชนการมอด เลต dcV คอแรงดนไฟตรงเชอมโยง คอ มมการเลอนแรงดนกง b มคาเทากบ 0.448 เรดยน ซงหาไดจากสมการท (20) [7] 12 tan ( )
2
(20)
0v คอ แรงดนไฟฟาสวชชงเฉลยทความถมลฐานของเฟส a, b, c โดยเทยบจากจดกงกลางของแรงดนไฟตรงเชอมโยง โดย 0v สามารถหาไดจากสมการท (21) * * * * * *
0max( , , ) min( , , )
2a b c a b cv v v v v vv
(21)
*av , *
bv และ *cv คอแรงดนไฟฟามลฐานเฟส a, b และ c
6. กำรออกแบบระบบควบคมของคอนเวอรเตอรฝงมอเตอร
การออกแบบระบบควบคมสามารถออกแบบไดดงรปท 13
tk
PI Controller
+
-
( 1)p i
i
k sTsT
1Js
Plant
r*r
+
-LT
eT
รปท 13 บลอกไดอะแกรมของระบบควบคมความเรวรอบมอเตอรดวยเทคนคการควบคม
ความเรวโดยการปรบสลป
สามารถออกแบบหาคา pk และ ik ไดดงสมการท (22) - (24) tan( )PM
ic
T
(22)
2
2( 1 ( ) )i c
p
t i c
JTkk T
(23)
p
ii
kk
T
(24)
โดยท PM คอ มมเฟสมารจนมคาเทากบ 54.3 c คอ แบนดวดท มคาเทากบ 39.2424 เรเดยน/วนาท
iT คอ อตราสวนของ pk กบ ik pk คอตวชดเชยแบบสดสวนของแรงดนเชอมโยงไฟตรงมคาเทากบ
0.4188 ik คอตวชดเชยแบบอนท เกรทของแรงดนเชอมโยงไฟตรงมคาเทากบ 11.8109 tk คอคาคงท ในทนใชคาเทากบ 1.8717 J คอ โมเมนตความเฉอยของมอเตอร สามารถวาดแผนภาพโบเดไดดงรปท 14
-20
0
20
40
60
Ma
gn
itu
de
(d
B)
100
101
102
103
-180
-135
-90
Ph
as
e (
deg
)
Bode DiagramGm = -Inf dB (at 0 rad/sec) , Pm = 54.3 deg (at 39.2 rad/sec)
Frequency (rad/sec) รปท 14 แผนภาพโบเดของระบบควบคมความเรว
มอเตอร
7. ผลกำรจ ำลอง
ระบบขบเคลอนมอเตอรเหนยวน าไฟฟาสองเฟสถกท างานทความเรวพกด โดยรายละเอยดของพารามเตอรมอเตอรและพารามเตอรของคอนเวอรเตอรตวหนาถกแสดงในภาคผนวก กราฟความเรวอางองมอเตอรกบความเรวมอเตอรถกแสดงในรปท 15 และกราฟแรงบดแมเหลกมอเตอรถกแสดงในรปท 16 รปท 17 แสดง แรงดนไฟตรงเชอมโยงทสามารถรกษาระดบแรงดนไฟตรงใหคงทท 650 โวลต ในชวงเวลาวนาทท 0 ท าการสตารทมอเตอรทความเรวทพกด (1450 รอบ/นาท) ดงรปท15 แรงบดมคาทเพมขนเนองจากชวงสตารทตองใชแรงบดทสงเพอใหมอเตอรหมนจนกระทง แรงบดมคาเทากบ 0 นวตน เมตร ทเวลา 0 วนาท ดงรปท 16 เปนชวงเวลาทมอเตอรท างานทสภาวะไรภาระทางกล และแรงดนไฟตรงเชอมโยงปรบตวใหคาคงท 650 โวลต ดงรปท 17 ทเวลา 0.6 วนาท มอเตอรถกเพมภาระทางกลทพกด (9.8 นวตน เมตร) ดงรปท 16 ความเรวจะตกและป รบตวกลบ เขา ท ค า1450 รอบ /นาท ดง รป ท 15 แรงดนไฟตรงเชอมโยงจะตกและปรบตวกลบเขาสคา 650
โวลต ในชวงเวลานมอเตอรมการท างานในจตภาคท 1 โดยประพฤตตวเปนมอเตอร กระแสไฟฟาทกรดและแรงดนไฟฟาทกรดเปนดงรปท 18 จนกระทงเวลาท 1 วนาท มอเตอรกลบทศทางการหมนจาก 1450 รอบ/นาท
ไปยง -1450 รอบ/นาท โดยชวงเวลานมการปลดภาระทางกลออก ชวงเวลาทความเรวของมอเตอรลดลงจาก 1450 รอบ/นาท ไปยง 0 รอบ/นาท ดงรปท15 ชวงเวลานมชอเรยกวาชวงเวลาเบรกของมอเตอร การท างานของมอ เตอรใน ชวงเวลาน อยในจตภาค ท 4 มอเตอ รมพฤตกรรมการท างานเปนเครองก าเนดไฟฟา ซงสญญาณกระแสไฟฟาทกรดและแรงดนไฟฟาทกรดถกแสดงดงในรปท 19 โดยมการคนพลงงานกลบสระบบกรดไฟฟา ทเวลา 1.22 วนาท สวนแรงดนไฟตรงเชอมโยงมคาเพมขนและปรบตวลดลงเพอเขาสคาแรงดนสภาวะปกตท 650
โวลต มอเตอรท างานทความเรวจาก 0 รอบ/นาท ไปยงความเรว -1450 รอบ/นาท ทเวลา 1.9 วนาทมอเตอรถก
ว.พรมคณ น.รจดามพ และ ว.กณเรศ
58
เพมภาระทางกล (-9.8 นวตน เมตร) ดงรปท 16 สวนความเรวมอเตอรมคาลดลงและเพมขนไปยงคาปกตท –1450 รอบ/นาทดงรปท 15 สวนแรงดนไฟตรงเชอมโยงจะมคาทเพมขนแลวคอยๆปรบตวกลบเขาสคา 650โวลต ดงรปท 17 มอเตอรชวงนคอชวงการท างานของมอเตอรทจตภาค ท 3 มการแสดงพฤตกรรมการท างานเปนมอเตอรทหมนกลบทศทางการหมนจากชวงตอนสตารททเวลา 0 วนาท สญญาณแรงดนไฟฟาทกรดและกระแสไฟฟาทกรดถกแสดงดงรปท 20 โดยชวงเวลาท 2.3 วนาท มอเตอรถกปลดภาระทางกล เพอกลบทศทางการหมน โดยชวงเวลาท 2.3 ถง 2.516 วนาท ดงรปท 15 และ 16 ชวงเวลานมชอเรยกวาชวงเวลาการเบรกของมอเตอร ชวงเวลานมอเตอรท างานในจตภาคท 2 มพฤตกรรมการท างานเปนเครองก าเนดไฟฟา สญญาณกระแสไฟฟาทกรดและแรงดนไฟฟาทกรดถกแสดงในรปท 21 โดยสามารถคนพลงงานกลบสระบบไฟฟากรดได แรงดนไฟตรงเชอมโยงจะมคาทเพมขนและคอยๆปรบตวลดลงไปทแรงดน 650โวลตหลงจากชวงเวลาท 2.52 วนาท มอเตอรกลบมาท างานทจตภาคท 1 โดยประพฤตตวเปนมอเตอรอกครง หลงจากนนในเวลาท 3.2 วนาท มอเตอรรบภาระทางกลทพกด จากรปท 18-21 สามารถสรปไดวาชดขบเคลอนทน าเสนอนสามารถใชงานขบเคลอนได 4 จตภาค รปท 22 แสดงสมรรถนะการท างานของคอนเวอรเตอร ชนดสงผานก าลงไฟฟาสองทศทาง สวนภาพรวมของกระแสและแรงดนของมอเตอรในรปท 23-24 กระแสของมอเตอรจะมคาเพมทกครงทมการใสโหลดทางกลและจะมการกลบล าดบเฟสเมอมการกลบทางหมน สวนแรงดนไฟฟาของมอเตอรจะมคาแปรตามแรงดนดนไฟตรงเชอมโยงและจะมการกลบล าดบเฟสเมอมการกลบทสทางการหมน โดยทรปท 23 และ 24 แสดงแรงดนไฟฟามอเตอรและกระแสไฟฟาของมอเตอรทท างานไดสจตภาค ทเวลา 0 – 0.6 วนาทมอเตอรท างานในจตภาคท 1 , ทเวลา 1 – 1.22 วนาท มอเตอรท างานในจตภาคท 4 , ทเวลา 1.22 – 2.3 วนาท มอเตอรท างานในจตภาคท 3 และ ทเวลา 2.3 - 2.516 วนาท มอเตอร
ท าง าน ใน จต ภ าค ท 2 รป ท 2 5 และ 2 6 แส ด งแรงดนไฟฟามอเตอรและกระแสไฟฟาของมอเตอรท างานทสภาวะคงตว
0 0.5 1.0 1.5 2.0 2.5 3.0 3.5-2000
-1000
0
1000
2000
Time (sec)
Sp
eed
(rp
m)
SpeedReference Speed
รปท 15 ความเรวมอเตอร กบความเรวอางอง
0 0.5 1.0 1.5 2.0 2.5 3.0 3.5-40
-20
0
20
40
Time (sec)
To
rqu
e (
Nm
)
รปท 16 แรงบดแมเหลกของมอเตอร
0 0.5 1.0 1.5 2.0 2.5 3.0 3.50
200
400
600
800
Time (sec)
DC
Lin
k V
olt
ag
e (
V)
รปท 17 แรงดนเชอมโยงไฟตรง
58 59
743
เพมภาระทางกล (-9.8 นวตน เมตร) ดงรปท 16 สวนความเรวมอเตอรมคาลดลงและเพมขนไปยงคาปกตท –1450 รอบ/นาทดงรปท 15 สวนแรงดนไฟตรงเชอมโยงจะมคาทเพมขนแลวคอยๆปรบตวกลบเขาสคา 650โวลต ดงรปท 17 มอเตอรชวงนคอชวงการท างานของมอเตอรทจตภาค ท 3 มการแสดงพฤตกรรมการท างานเปนมอเตอรทหมนกลบทศทางการหมนจากชวงตอนสตารททเวลา 0 วนาท สญญาณแรงดนไฟฟาทกรดและกระแสไฟฟาทกรดถกแสดงดงรปท 20 โดยชวงเวลาท 2.3 วนาท มอเตอรถกปลดภาระทางกล เพอกลบทศทางการหมน โดยชวงเวลาท 2.3 ถง 2.516 วนาท ดงรปท 15 และ 16 ชวงเวลานมชอเรยกวาชวงเวลาการเบรกของมอเตอร ชวงเวลานมอเตอรท างานในจตภาคท 2 มพฤตกรรมการท างานเปนเครองก าเนดไฟฟา สญญาณกระแสไฟฟาทกรดและแรงดนไฟฟาทกรดถกแสดงในรปท 21 โดยสามารถคนพลงงานกลบสระบบไฟฟากรดได แรงดนไฟตรงเชอมโยงจะมคาทเพมขนและคอยๆปรบตวลดลงไปทแรงดน 650โวลตหลงจากชวงเวลาท 2.52 วนาท มอเตอรกลบมาท างานทจตภาคท 1 โดยประพฤตตวเปนมอเตอรอกครง หลงจากนนในเวลาท 3.2 วนาท มอเตอรรบภาระทางกลทพกด จากรปท 18-21 สามารถสรปไดวาชดขบเคลอนทน าเสนอนสามารถใชงานขบเคลอนได 4 จตภาค รปท 22 แสดงสมรรถนะการท างานของคอนเวอรเตอร ชนดสงผานก าลงไฟฟาสองทศทาง สวนภาพรวมของกระแสและแรงดนของมอเตอรในรปท 23-24 กระแสของมอเตอรจะมคาเพมทกครงทมการใสโหลดทางกลและจะมการกลบล าดบเฟสเมอมการกลบทางหมน สวนแรงดนไฟฟาของมอเตอรจะมคาแปรตามแรงดนดนไฟตรงเชอมโยงและจะมการกลบล าดบเฟสเมอมการกลบทสทางการหมน โดยทรปท 23 และ 24 แสดงแรงดนไฟฟามอเตอรและกระแสไฟฟาของมอเตอรทท างานไดสจตภาค ทเวลา 0 – 0.6 วนาทมอเตอรท างานในจตภาคท 1 , ทเวลา 1 – 1.22 วนาท มอเตอรท างานในจตภาคท 4 , ทเวลา 1.22 – 2.3 วนาท มอเตอรท างานในจตภาคท 3 และ ทเวลา 2.3 - 2.516 วนาท มอเตอร
ท าง าน ใน จต ภ าค ท 2 รป ท 2 5 และ 2 6 แส ด งแรงดนไฟฟามอเตอรและกระแสไฟฟาของมอเตอรท างานทสภาวะคงตว
0 0.5 1.0 1.5 2.0 2.5 3.0 3.5-2000
-1000
0
1000
2000
Time (sec)
Sp
eed
(rp
m)
SpeedReference Speed
รปท 15 ความเรวมอเตอร กบความเรวอางอง
0 0.5 1.0 1.5 2.0 2.5 3.0 3.5-40
-20
0
20
40
Time (sec)
To
rqu
e (
Nm
)
รปท 16 แรงบดแมเหลกของมอเตอร
0 0.5 1.0 1.5 2.0 2.5 3.0 3.50
200
400
600
800
Time (sec)
DC
Lin
k V
olt
ag
e (
V)
รปท 17 แรงดนเชอมโยงไฟตรง
0.90 0.92 0.94-40
-20
0
20
40
Time (sec)
Vs
Is
Scale Voltage *15.55 Current *1
รปท 18 แรงดนไฟฟาทกรดและกระแสไฟฟาทกรดท
จตภาคท 1
1.045 1.065 1.085-40
-20
0
20
40
Time (sec)
IsVs
Scale Voltage *15.55 Current *1
รปท 19 แรงดนไฟฟาทกรดและกระแสไฟฟาทกรดท จตภาคท 4
2.20 2.22 2.24-40
-20
0
20
40
Time (sec)
Vs
Is
Scale Voltage *15.55 Current *1
รปท 20 แรงดนไฟฟาทกรดและกระแสไฟฟาทกรดท จตภาคท 3
รปท 21 แรงดนไฟฟาทกรดและกระแสไฟฟาทกรดท
จตภาคท 2
0.96 1.00 1.04 1.08 1.12 1.16 1.2040
-20
0
20
40
Time (sec)
Is Vs
Scale Voltage *15.55 Current *1
รปท 22 แรงดนไฟฟาทกรดและกระแสไฟฟาทกรดทเกดระหวางการเปลยนแปลงจากจตภาคท 1 ไปยง จตภาคท 4
0 0.5 1.0 1.5 2.0 2.5 3.0 3.5-800
-600
-400
-200
0
200
400
600
800
Time (sec)
Mo
tor
Vo
lta
ge
(V
)
VmainVaux
รปท 23 แรงดนมอเตอรสองเฟส
2.345 2.365 2.385-40
-20
0
20
40
Time (sec)
Vs Is
Scale Voltage *15.55 Current *1
ว.พรมคณ น.รจดามพ และ ว.กณเรศ
60
0 0.5 1.0 1.5 2.0 2.5 3.0 3.5-30
-20
-10
0
10
20
30
Time(sec)
Mo
tor
Cu
rren
t (A
)
ImainIaux
รปท 24 กระแสมอเตอรสองเฟส
0.96 0.98 1.00-800
-600
-400
-200
0
200
400
600
800
Time (sec)
Mo
tor
Vo
ltag
e (V
)
VmainVaux
รปท 25 แรงดนมอเตอรสองเฟสทสภาวะคงตว
0.94 0.96 0.98 1.00-15
-10
-5
0
5
10
15
Time(sec)
Mot
or C
urre
nt (A
)
ImainIaux
รปท 26 กระแสมอเตอรสองเฟสทสภาวะคงตว
7. สรปผล
ในบทความนน าเสนอระบบขบเคลอนมอเตอรเหนยวน าไฟฟาสองเฟสชนด 4 จตภาค ซงคอนเวอรเตอร ชนดนสามารถท างานไดท ง 4 จตภาค โดยคอนเวอรเตอรฝงกรดใชหลกการควบคมแบบเวกเตอรซงควบคมแรงดนไฟตรงเชอมโยงใหคงท สวนคอนเวอรเตอรฝงมอเตอรใชหลกการควบคมแบบเวกเตอรโดยควบคมเสนแรงแม เหลกตามแนวแกน ผลจากการจ าลองพบวา
กระแสไฟฟาฝงกรดมสญญาณรปคลนใกลเคยงไซน และ มเฟสทตรงกนกบสญญาณแรงดนไฟฟากรด ซงอาจกลาวไดวาคอนเวอรเตอรฝงกรดชวยปรบปรงคณภาพไฟฟาใหสญญาณกระแสฝงกรดมค าตวประกอบก าลงไฟฟาใกลเคยงหนง สวนชวงเวลาการเบรกของมอเตอรพบวามอเตอรมพฤตกรรมเปนเครองก าเนดไฟฟาซงท าหนาทคนก าลงไฟฟากลบเขาสระบบโดยชวงเวลาการเบรกนนเปนชวงท ชวยประหยดพลงงานและลดคาใชจายในการขบ เค ลอนมอ เตอ ร ซ ง เห มาะน าไป ใชงาน ในด านอตสาหกรรมและครวเรอน 8. ภำคผนวก
ตารางพารามเตอรมอเตอร 2 แรงมา, 220 โวลต, 1450 รอบ/นาท, 50 เฮรตซ,
4 ขวแมเหลก 1.602sdR โอหม 5.1sqR โอหม 0.1305sdL เฮนร 0.1404sqL เฮนร 1.59rdR โอหม 0.1305rdL เฮนร 0.1245mdL เฮนร 0.0246J กโลกรม*ตาราง
เมตร 1.59
ตารางพารามเตอรคอนเวอรเตอรฝงกรด 220sv โวลตประสทธผล 1 50f เฮรตซ 0.1sR โอหม 15sL มลลเฮนร
5000C ไมโครฟารด 5swf กโลเฮรตซ 650dcV โวลต
ตารางพารามเตอรคอนเวอรเตอรฝงมอเตอร 5000C ไมโครฟารด 5swf กโลเฮรตซ 650dcV โวลต
9. กตตกรรมประกำศ ขอขอบคณส านกงานคณะกรรมการอดมศกษาทให
การสนบสนนในทนวจยส าหรบบทความวจยน
60 61
743
0 0.5 1.0 1.5 2.0 2.5 3.0 3.5-30
-20
-10
0
10
20
30
Time(sec)
Mo
tor
Cu
rren
t (A
)
ImainIaux
รปท 24 กระแสมอเตอรสองเฟส
0.96 0.98 1.00-800
-600
-400
-200
0
200
400
600
800
Time (sec)
Mo
tor
Vo
ltag
e (V
)
VmainVaux
รปท 25 แรงดนมอเตอรสองเฟสทสภาวะคงตว
0.94 0.96 0.98 1.00-15
-10
-5
0
5
10
15
Time(sec)
Mot
or C
urre
nt (A
)
ImainIaux
รปท 26 กระแสมอเตอรสองเฟสทสภาวะคงตว
7. สรปผล
ในบทความนน าเสนอระบบขบเคลอนมอเตอรเหนยวน าไฟฟาสองเฟสชนด 4 จตภาค ซงคอนเวอรเตอร ชนดนสามารถท างานไดท ง 4 จตภาค โดยคอนเวอรเตอรฝงกรดใชหลกการควบคมแบบเวกเตอรซงควบคมแรงดนไฟตรงเชอมโยงใหคงท สวนคอนเวอรเตอรฝงมอเตอรใชหลกการควบคมแบบเวกเตอรโดยควบคมเสนแรงแม เหลกตามแนวแกน ผลจากการจ าลองพบวา
กระแสไฟฟาฝงกรดมสญญาณรปคลนใกลเคยงไซน และ มเฟสทตรงกนกบสญญาณแรงดนไฟฟากรด ซงอาจกลาวไดวาคอนเวอรเตอรฝงกรดชวยปรบปรงคณภาพไฟฟาใหสญญาณกระแสฝงกรดมค าตวประกอบก าลงไฟฟาใกลเคยงหนง สวนชวงเวลาการเบรกของมอเตอรพบวามอเตอรมพฤตกรรมเปนเครองก าเนดไฟฟาซงท าหนาทคนก าลงไฟฟากลบเขาสระบบโดยชวงเวลาการเบรกนนเปนชวงท ชวยประหยดพลงงานและลดคาใชจายในการขบ เค ลอนมอ เตอ ร ซ ง เห มาะน าไป ใชงาน ในด านอตสาหกรรมและครวเรอน 8. ภำคผนวก
ตารางพารามเตอรมอเตอร 2 แรงมา, 220 โวลต, 1450 รอบ/นาท, 50 เฮรตซ,
4 ขวแมเหลก 1.602sdR โอหม 5.1sqR โอหม 0.1305sdL เฮนร 0.1404sqL เฮนร 1.59rdR โอหม 0.1305rdL เฮนร 0.1245mdL เฮนร 0.0246J กโลกรม*ตาราง
เมตร 1.59
ตารางพารามเตอรคอนเวอรเตอรฝงกรด 220sv โวลตประสทธผล 1 50f เฮรตซ 0.1sR โอหม 15sL มลลเฮนร
5000C ไมโครฟารด 5swf กโลเฮรตซ 650dcV โวลต
ตารางพารามเตอรคอนเวอรเตอรฝงมอเตอร 5000C ไมโครฟารด 5swf กโลเฮรตซ 650dcV โวลต
9. กตตกรรมประกำศ ขอขอบคณส านกงานคณะกรรมการอดมศกษาทให
การสนบสนนในทนวจยส าหรบบทความวจยน
เอกสำรอำงอง [1] Charumit, Ch. and Kinnares, V. Carrier-based unbalanced phase voltage space vector PWM
strategy for asymmetrical parameter type two-phase induction motor drives. Electric Power Systems Research, 2009; 79: pp.1127-1135.
[2] Beltrão de Rossiter Corrêa, M., Jacobina, C.B., Lima, A.M.N., and Cabral da Silva, E.R. Rotor-Flux-Oriented Control of a Single-Phase Induction Motor Drive. IEEE Transactions on Industrial Electronics, 2000; 47: 832-841.
[3] Piyarat, W., Hothongkham, P., Charumit, C. and Kinnares, V. Simple Speed Control of an Asymmetrical Type Two-Phase Induction Motor Drive. Electrical Engineering/Electronics Computer Telecom and Information Technology 2010, Chiang Mai, Thailand, 2010.
[4] Choorak, C. and Kinnares, V. Speed Control of Asymmetrical Two-Phase Induction Machine Using Three-Leg Space Vector PWM Voltage Source Inverter. 16th International Power Electronics and Motion Control Conference and Exposition, Antalya, Turkey, 2014.
[5] Benjanarasut, J., Neammanee, B. The d-, q- axis Control Technique of Single phase Grid Connected Converter for Wind Turbines with MPPT and Anti-Islanding Protection. Electrical Engineering/Electronics, Computer, Telecommunications and Information Technology 2011, Khon Kaen, Thailand, 2011.
[6] Boonmee, C. and Kumsuwan, Y. Implementation of ripple correlation control MPPT for single-phase VSI grid-connected PV systems. Electrical Engineering/Electronics, Computer, Telecommunications and Information Technology 2015, Hua Hin, Thailand, 2015.
[7] Kumsuwan, Y., Srirattanawichaikul, W., Premrudeepreechacharn, S., Higuchi, K. and Toliyat, H. A. A Carrier-Based Unbalanced PWM Method for Four-Leg Voltage Source Inverter Fed Asymmetrical Two-Phase Induction Motor. International Power Electronics Conference 2010, Sapporo, Japan, 2010.