اقرأ في هذا المقال
الأهمية من التحكم الأمثل لتتبع التيار الكهربائي للمحركات
في الآونة الأخيرة، حظي محرك التردد الكهربائي المحول (SRM) باهتمام كبير لمجموعة واسعة من كهربة النقل وتطبيقات السرعة المتغيرة، وهذا لأنه يحتوي على العديد من الموروثات، مثل الهيكل المرن والبسيط بسبب نقص المغناطيس والفرش وملفات الدواران، علاوة على ذلك؛ فإن (SRMs) تكون فعالة في السرعات العالية.
واستناداً إلى خفض تكاليف إلكترونيات القدرة وتحسين توافر مكثفات الأفلام وأدائها للتعامل مع تيار من النوع النبضي لهذه الآلات الكهربائية والاهتمام بتقليل استخدام المغناطيسات الأرضية النادرة واستخدام (SRM) لمجموعة متنوعة من الصناعات والتطبيقات التجارية آخذة في الارتفاع.
بحيث يتضمن ذلك التطبيقات في محركات الجر بالإضافة إلى الطيران حيث تجعل الموثوقية العالية ودرجة الحرارة العالية وتحمل الاهتزازات ونطاق السرعة العالية من (SRMs) تنافسية للغاية مقارنة بالمحركات الأكثر تعقيداً، ومع ذلك؛ فقد عانت (SRM) من بعض العيوب، بما في ذلك إنتاج ضوضاء صوتية عالية بسبب تموج عزم الدوران ومسارات التدفق وكثافة المحركات بسبب عدد كبير من مفاتيح أشباه الموصلات في محركها.
بالإضافة إلى ذلك؛ فإن لها طبيعة كهرومغناطيسية غير خطية للغاية تعتمد بشكل كبير على الاختلافات في مواضع تيار الطور والدوار. قام العديد من الباحثين بالتحقيق في أجهزة (SRM)، وذلك للتخفيف من هذه المشكلات عن طريق تحسين تصميم (SRM) لتقليل تموجات عزم الدوران أو تطوير طوبولوجيا محول جديدة باستخدام مفاتيح إلكترونية للطاقة تم تقديمها مؤخراً وبأسعار معقولة.
كما أنه التحدي الرئيسي هو السلوك غير الخطي لـ (SRMs)، والذي يجب مراعاته عند تصميم وحدة تحكم فعالة، وعلى عكس المحركات الكهربائية التقليدية، تتطلب (SRM) تياراً من النوع النبضي، بحيث يتطلب اختلافات عالية في التيار (أي دي / دي تي) وبالتالي نظام محرك عرض النطاق الترددي العالي. لتحقيق معدل سريع لشحن وتفريغ التيار الكهربائي.
وغالباً ما تكون هناك حاجة إلى جهد كبير للتيار المستمر ومحثات طور منخفض، ومع ذلك؛ فإن جهد وصلة التيار المستمر هذا سيجعل تنظيم تيارات الطور أكثر صعوبة، لا سيما أثناء أوضاع التشغيل منخفضة السرعة، وتقليدياً؛ فإنه تم استخدام تعديل دلتا أو وحدات التحكم الحالية التخلفية لتنظيم تيار المرحلة.
كما تؤدي وحدات التحكم من نوع التباطؤ إلى تردد تبديل متغير، وهو أمر غير مهم لأن إدارة التداخلات الكهرومغناطيسية (EMIs) تصبح صعبة، بالإضافة إلى ذلك ستفرض مفاتيح الطاقة حداً أعلى لتردد التبديل وستؤدي تموجات التيار الكبيرة إلى زيادة تموج عزم الدوران والضوضاء المسموعة.
التجارب العملية التي تمت على محركات التردد
قامت العديد من التجارب بالتحقيق في تقنيات التحكم الحالية في (SRM)، بما في ذلك التحكم في التخلف المحسن ونهج الوضع المنزلق ووحدات تحكم (PI) السريعة ومع ذلك؛ فإن الطرق المستندة إلى (PI) بطيئة ولن تتمكن طرق مثل “تعديل دلتا” من استخدام مفهوم دورة العمل لتقسيم دورة التبديل إلى فترات نشطة أقصر.
لذلك؛ فإن هناك حاجة إلى طريقة لإنشاء دورة عمل. وحدات التحكم الكلاسيكية مثل وحدات التحكم (PID) ليست قادرة على التحكم في نظام به مثل هذه العابرين، ومن ثم فقد حقق الباحثون في طرق مثل التحكم التنبئي النموذجي والشبكات العصبية للتعامل مع هذه المشكلة، وللتعامل مع اللاخطية للنموذج، كما أدخل المرجع خوارزمية توسع تايلور لتقريب تغيرات النموذج كدالة لزاوية الدوار والتيار.
أيضاً يتم استخدام المقدرات التكيفية لتحسين هذا التقريب، ومع ذلك؛ فإن دقة التحكم تتأثر بتوسع تايلور، وذلك كتحسين، حيث أن وظيفة الحث المستندة إلى الجدول والتي تُستخدم لتشكيل النموذج المطلوب للتحكم التنبئي النموذجي (MPC) في كل دورة على عكس توسع تايلور، بحيث يسمح هذا الجدول لـ (MPC) بالوصول إلى قيمة محاثة دقيقة لزاوية ودوار معينين وتيار.
بالإضافة إلى ذلك؛ فإنه يتم استخدام مقدر تكيفي لتحديث هذا الجدول، أيضاً هناك تقنية الاستيفاء الخطي للانتقالات بين النماذج التي سيتم دمجها في هذه المقالة لتقديم تقنية (Q-Learning) الجديدة المجدولة.
وفي هذه الدراسات؛ فإنه تم افتراض نموذج أساسي، ثم يتم استخدام مقدر تكيفي لتقدير محاثة المرحلة كدالة لزاوية الدوار والتيار، وبعد ذلك؛ فإنه يتم استخدام هذه القيمة في وحدة تحكم تنبؤيه نموذجية، بحيث تتمثل العيوب الرئيسية للأعمال المذكورة أعلاه في الحاجة إلى مقدر منفصل ووحدة تحكم تنبؤيه نموذجية وافتراضات حول بنية النموذج.
وأخيراً تمت صياغة وحدة التحكم بناءً على متتبع خطي من الدرجة الثانية (LQT)، وللتخلص من الحاجة إلى نموذج معروف؛ فإنه يتم استخدام مخطط (Q-Learning) المعزز لتعلم وتطبيق أفضل مسار للعمل في كل دورة تحكم.
