This paper synthesizes and develops a universal field oriented (UFO) controller for induction machines. The UFO controller decouples flux and torque in an arbitrary flux reference frame. Due to its high degree of generality the UFO controller lends itself to be fully compatible with all existing field oriented controllers, indirect as well as direct field orientation. As a consequence, the digital implementation of the UFO scheme is identical for all induction motor drives enabling the usage of identical hardware and software. Examples of UFO control block diagrams for different field oriented controllers are presented. The execution time of the UFO algorithm is compared with the classical rotor flux field orientation method when using a high speed digital signal processor. Further, this paper indicates that the flexibility of changing the flux reference frame can extend the stability region of the drive especially at high speed during flux weakening. Detuning problems in field orientation are handled in an optimal manner for each field oriented controller by proper selection of the model of the induction machine and its reference frame

چکیده

این مقاله یک کنترولر جهت دار میدانی عمومی (UFO) را برای ماشین های القایی سنتز می کند و بهبود می بخشد. این کنترولر UFO شار و گشتاور را در یک چارچوب مرجع شار اختیاری جدا می کند. به دلیل درجه بالای عمومیت آن، کنترولر UFO خودش را با همه کنترولرهای جهت دار میدانی موجود، جهت یابی میدانی مستقیم و غیر مستقیم، سازگاری کامل می دهد. در نتیجه، اجرای دیجیتالی طرح UFO برای همه تحریک های موتور القایی، استفاده از سخت افزار و نرم افزار یکسان را ممکن می سازد. مثال هایی از بلوک دیاگرام های کنترلی UFO برای کنترولرهای جهت دار میدانی متفاوت ارائه شده است. زمان اجرایی الگوریتم UFO با روش جهت یابی میدانی شار روتور کلاسیک هنگام استفاده از یک پردازنده سیگنال دیجیتالی سرعت بالا مقایسه شده است. علاوه بر این، این مقاله به انعطاف پذیری تغییر چارچوب مرجع شار اشاره دارد که می تواند پایداری ناحیه تحریک خصوصا در سرعت بالا در طول تضعیف شار را گسترش دهد. مشکلات تغییر تنظیم در جهت یابی میدانی در یک حالت بهینه برای هر کنترولر جهت دار میدانی بوسیله انتخاب مناسب از مدل ماشین القایی و چارچوب مرجع آن کنترل می گردد.

1-مقدمه

در تحقیق اخیر بر روی کنترولرهای جهت دار میدانی غیر مستقیم و نیز کنترولرهای جهت دار میدانی مستقیم چارچوب مرجعی که در معادلات دستگاه نوشته شده است، از چارچوب مرجع شار روتور کلاسیک به چارچوب مرجع شار فاصله هوایی [1]-[3] یا حتی به چارچوب مرجع شار استاتور تغییر یافته است [4] و [5]. در هر دو مورد شبکه جدا، لزوما برای دست یابی به یک کنترل مستقل از شار (شار استاتور یا فاصله هوایی) و گشتاور الکترومغناطیسی ماشین القایی، دارای یک توپولوژی یکسان هستند. براساس این مشاهدات یک رویکرد اساسی دیگری برای دست یابی به یک کنترولر جهت دار میدانی غیر مستقیم دنبال می شود که در یک چارچوب مرجع سنکرون اختیاری عمل می کند...