Optimalizace

1
Optimalizace úcinnosti elektrického pohonu s AM
pomocí fuzzy logiky
VŠB Technická univerzita Ostrava Fakulta
elektrotechniky a informatiky Katedra výkonové
elektroniky a elektrických pohonu
Autor Ing. Libor Štepanec
Školitel Prof. Ing. Pavel Brandštetter, CSc.
2
Úvod

• V dnešní dobe spotrebovávají indukcní motory
  velkou cást vyrobené energie. Proto se stále
  venuje pozornost a úsilí pro zlepšení jejich
  úcinnosti. Úsilí pro zlepšení úcinnosti je
  zamereno jak na vylepšení materiálu, zmenu návrhu
  a konstrukcní techniky, ale také jsou další
  možnosti pro vylepšení úcinnosti zvlášte pri
  provozu motoru s cástecným zatížením.
• Výhody použití fuzzy logiky
• vyhnutí se matematickému popisu systému
• mohou vyžadovat méne úsilí než konvencní
  regulátory
• mohou vést k extrémne dobrému zobecnení a být tak
  nezávislé na jednotlivých parametrech systému
• mohou poskytovat rešení k rízení problému, které
  jsou nepoddajné konvencními metodami

3
Úcinnost a úciník AM
V závislosti na velikosti a typu motoru muže
jmenovitá hodnota úcinnosti dosahovat 80 nebo 90
s úciníkem od 0,7 0,9. Avšak pri cástecném
zatížení se technické parametry zhoršují.
Obr. 1. Zmena úcinnosti a úciníku AM
4
Struktura vektorového rízení AM
Obr. 2. Struktura vektorového rízení AM
5
Struktura optimalizace úcinnosti
Vstupem vlastního FLC jsou výkon SS meziobvodu a
zmena magnetizacního proudu. Dalším pak odchylka
otácek , zajištující prepínání režimu. Režim 1 -
urcen pro prechodné deje (rozbeh, zmena zatížení
). Režim 2 - urcen pro ustálený stav, ve kterém
probíhá optimalizace úcinnosti
Obr. 3. Struktura bloku pro optimalizaci úcinnosti
6
Princip optimalizace úcinnosti
Pri chodu v ustáleném stavu a nízkém zatížení
motoru vznikají vlivem jmenovitého toku
(magnetizacní proud) nadmerné ztráty v železe.
Pri snižování Im se pak hledá bod minimálních
ztrát.
7
Rozložení jednotlivých ztrát
Protože je rotorový tok snížen sníží se ztráty
v železe a zvýší se ztráty v medi. Celkové ztráty
stroje jsou dány souctem ztrát v medi, ztrát
v železe a rozptylovými ztrátami. Celkové ztráty
pohonu jsou pak úmerné souctu ztrát motoru a
ztrát menice.
8
Struktura fuzzy regulátoru
Kroky pro výpocet velikosti zmeny Im fuzzy
regulátoru úcinnosti 1. fuzzifikace 2.
spojení v pravidlech antecedentu - AND 3.
spojení antecedentu a konsekventu -
THEN 4. spojení v konsekventu agregace 5.
defuzzifikace
Obr. 6. Struktura fuzzy regulátoru
Tab.1. Pravidla fuzzy regulátoru
9
Simulacní výsledky optimalizace úcinnosti
a) b)
a) žádaná hodnota magnetizacního proudu Im(t)
A,s b) skutecná hodnota momentotvorného proudu
Iy(t) A,s
10
Simulacní výsledky optimalizace úcinnosti
c) d)
c) výkon SS meziobvodu Pd(t) W,t d) skutecné
otácky W(t) rad/s,s
11
Výsledky dosažené behem studia

• Shrnutí základních poznatku o fuzzy logice a
  strucný popis typu fuzzy logických systému.
• Seznámení s aplikacemi fuzzy logiky v oblasti
  elektrických regulacních pohonu
• Struktura vektorového rízení AM s fuzzy
  regulátorem
• Fuzzy supervizor pro regulaci proudu SRM
• Optimalizace úcinnosti AM
• Experimentální overení vlastností fuzzy logiky na
  reálném laboratorním systému
• Prezentace výsledku na mnoha mezinárodních i
  domácích konferencích a v odborných casopisech.
  Napríklad svetove uznávaná konference EPE 2003
  v Toulouse (Francie).
• Zodpovedný rešitel grantového projektu FRVŠ
  438/2002 a clen rešitelského týmu grantových
  projektu CEZ J17/98 272400014 a LN00B029.

12
Dekuji za pozornost !